JP2001020318A

JP2001020318A - 水域浄化方法及び水域浄化システム及びダム排砂システム

Info

Publication number: JP2001020318A
Application number: JP11193990A
Authority: JP
Inventors: Toru Eito; 徹栄藤; Takamasa Yamauchi; 崇賢山内; Ken Yoshida; 謙吉田; Hideo Nawata; 秀夫縄田; Shigeki Munezane; 茂樹宗實; Hiroshi Kawane; 浩川根; Akihiro Hamazaki; 彰弘浜崎; Sosuke Yoshii; 總介吉井
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1999-07-08
Filing date: 1999-07-08
Publication date: 2001-01-23

Abstract

(57)【要約】【課題】水域浄化方法、水域浄化システム、ダム排砂
システムにおいて、底泥の分級処理を確実に行うことで
信頼性の向上を図ると共に、底泥処理を連続して行うこ
とで作業効率の向上を図る。【解決手段】ダム１６からポンプ浚渫船１１により底
泥を連続して吸引し、振動フルイ１２により底泥から異
物を除去した後、三相サイクロン装置１３により遠心力
分離作用によって所定粒径より大きい砂礫と所定粒径以
下のシルトを含んだスラリ原液とに分級し、自己フィル
タ１４により懸濁物質が浮遊あるいは沈降する濃縮スラ
リ層にスラリ原液を通過させることでスラリ原液に含ま
れる懸濁物質をろ過して清澄化した処理水を生成し、こ
の処理水をポンプを有する送給管１５によりダム１６に
戻す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水域浄化方法及び
水域浄化システム及びダム排砂システムに関し、特に、
ダム、湖沼、河川、閉鎖海域、あるいは養殖場などの底
部に堆積した汚泥等を浄化処理する際に適用されるもの
である。

【０００２】

【従来の技術】近年では、ダムの水質を改善するため
に、ダム底に堆積する土砂（汚泥）等を改質、減容化す
ることが積極的に行われている。この場合、ダム（主ダ
ム）に流入する河川を、例えば、幅２０ｍ、全長２００
〜３００ｍ程度にわたって塞き止め、いわゆる副ダムを
構成する。副ダムの底部に堆積した汚泥は、ポンプ等に
よって引き揚げられ、洗浄分離装置に導入され、汚泥の
うち、粗大粒子が洗浄された後に副ダムの底部等に排出
されると共に、浄化処理された処理水が副ダムに戻され
る。

【０００３】このような設備としては、例えば、特開平
３−２４４７１６号公報に記載されたものがある。この
公報に記載された「浚渫システム」は、海上にポンプ浚
渫船を設けると共に、海上あるいは陸上に分級装置、分
級脱水装置、沈殿槽装置、脱水ケーキ装置などを設け、
ポンプ浚渫船と分級装置とを排砂管を介して連結したも
のである。従って、この「浚渫システム」では、ポンプ
浚渫船がダムの底泥を吸引して排砂管を介して分級装置
に送給すると、この分級装置及び分級脱水装置で砂と礫
とに分級し、沈殿槽装置で薬品を投与して浮遊固形物を
凝集沈降させ、上澄水を放流する一方、凝集沈降の汚泥
水は脱水ケーキ装置に送られる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した「浚渫システ
ム」では、ポンプ浚渫船が吸引したダムの底泥は、分級
装置及び分級脱水装置で砂と礫とに分級され、沈殿槽装
置で薬品を投与することで浮遊固形物を凝集沈降させ、
浄化して上澄水を放流している。ところが、ダムから吸
引した底泥には、砂や礫の他に遊木やゴミなどの異物が
含まれており、これを一度の分級によって砂と礫に分級
することは困難である。また、分級後に、沈殿槽装置で
処理する場合、貯溜槽に底泥を一時的に溜めて薬品を投
与して浮遊固形物を凝集沈降させる必要があり、この
間、底泥の送給を停止しなければならず、作業効率がよ
くないという問題がある。

【０００５】本発明はこのような問題を解決するもので
あって、底泥の分級処理を確実に行うことで信頼性の向
上を図ると共に、底泥処理を連続して行うことで作業効
率の向上を図った水域浄化方法及び水域浄化システム、
ダム排砂システムを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの請求項１の発明の水域浄化方法は、浄化対象水域か
ら底泥を連続して吸引し、吸引された該底泥を所定粒径
より大きい砂礫と所定粒径以下のシルトを含んだスラリ
原液とに分級し、該スラリ原液中の懸濁物質が浮遊ある
いは沈降する濃縮スラリ層に前記スラリ原液を通過させ
ることで該スラリ原液に含まれる懸濁物質をろ過して清
澄化した処理水を生成し、該処理水を前記浄化対象水域
に連続して戻すことにより前記浄化対象水域の水質浄化
を行うことを特徴とするものである。

【０００７】また、請求項２の発明の水域浄化方法で
は、前記底泥を砂礫とスラリ原液とに分級する場合、下
部円錐状の円筒状容器内に前記底泥と気泡水とを該円筒
状容器の接線方向に流入することで旋回流を生じさせ、
該旋回流の遠心力分離作用によって所定粒径より大きい
砂礫を前記円筒状容器の内壁に沿って自重により落下さ
せて下部から排出する一方、所定粒径以下のシルトを含
んだスラリ原液を前記円筒状容器の中心部に集めて前記
気泡水中の気泡と共に上部から排出することを特徴とし
ている。

【０００８】また、請求項３の発明の水域浄化方法で
は、前記スラリ原液をろ過して清澄化した処理水を生成
する場合、処理槽の上下方向ほぼ中間部に前記スラリ原
液を所定速度で供給することで上向流を形成し、該スラ
リ原液の供給位置よりも上方に形成された前記濃厚スラ
リ層を該スラリ原液の上向流が通過することで懸濁物質
をろ過して清澄化した処理水を上方から排出する一方、
前記供給位置よりも下方に堆積スラリ層を形成して下方
から排出することを特徴としている。

【０００９】また、請求項４の発明の水域浄化方法で
は、前記処理槽に常時一定の前記スラリ原液を供給する
ことを特徴としている。

【００１０】また、請求項５の発明の水域浄化方法で
は、処理開始から所定期間だけ、前記処理槽から排出さ
れた処理水を前記スラリ原液と共に該処理槽に戻すこと
を特徴としている。

【００１１】また、請求項６の発明の水域浄化方法で
は、前記処理槽でのろ過処理終了時には、前記濃縮スラ
リ層を所定厚さ形成した状態で処理終了することを特徴
としている。

【００１２】また、請求項７の発明の水域浄化方法で
は、前記スラリ原液が前記濃縮スラリ層を通過する前に
凝集剤を注入することを特徴としている。

【００１３】また、請求項８の発明の水域浄化方法で
は、前記スラリ原液が前記濃縮スラリ層を通過する前
に、該スラリ原液に含まれる有機物を分離、回収するこ
とを特徴としている。

【００１４】また、請求項９の発明の水域浄化方法で
は、前記底泥から遠心力分離作用によって分級した所定
粒径より大きい砂礫を前記浄化対象水域の下流に搬送し
て排出することを特徴としている。

【００１５】また、請求項１０の発明の水域浄化方法で
は、前記スラリ原液からろ過して前記処理槽の下部に堆
積した堆積スラリを脱水処理、有機物除去処理、固化処
理を施して再利用可能とすることを特徴としている。

【００１６】また、請求項１１の発明の水域浄化システ
ムは、浄化対象水域を移動して底泥を連続して吸引する
底泥吸引手段と、吸引した該底泥を所定粒径より大きい
砂礫と所定粒径以下のシルトを含んだスラリ原液とに分
級する分級手段と、該スラリ原液中の懸濁物質が浮遊あ
るいは沈降する槽央部の濃縮スラリ層に前記スラリ原液
を通過させることで該スラリ原液に含まれる懸濁物質を
ろ過して清澄化した処理水が槽上部に生成する一方、該
懸濁物質を槽下部より排出する処理水生成手段と、該処
理水を連続して前記浄化対象水域に戻す送水手段とを具
えたことを特徴とするものである。

【００１７】また、請求項１２の発明の水域浄化システ
ムでは、前記分級手段は、下部円錐状をなす円筒状容器
と、該円筒状容器内に前記異物が除去された底泥をその
接線方向に流入する底泥流入口と、前記円筒状容器内に
気泡水をその接線方向に流入する気泡水流入口と、前記
円筒状容器内で遠心力分離作用によって分級された所定
粒径より大きい砂礫を自重により落下させて排出する砂
礫排出口と、前記円筒状容器内で遠心力分離作用によっ
て分級された所定粒径以下のシルトを含んだスラリ原液
を前記円筒状容器の中心部に集めて気泡水中の気泡と共
に上部から排出するスラリ原液排出口とを有することを
特徴としている。

【００１８】また、請求項１３の発明の水域浄化システ
ムでは、前記分級手段は、下部円錐状をなす複数の円筒
状容器と、該各円筒状容器内に前記異物が除去された底
泥をその接線方向に流入する底泥流入口と、前記各円筒
状容器内に気泡水をその接線方向に流入する気泡水流入
口と、前記円筒状容器内で遠心力分離作用によって分級
された所定粒径より大きい砂礫を自重により落下させて
排出する砂礫排出口と、前記円筒状容器内で遠心力分離
作用によって分級された所定粒径以下のシルトを含んだ
スラリ原液を前記円筒状容器の中心部に集めて気泡水中
の気泡と共に上部から排出するスラリ原液排出口と、下
部円錐状をなす円筒状集合容器と、該円筒状集合容器内
に前記各円筒状容器のスラリ原液排出口から排出された
スラリ原液をその接線方向に流入するスラリ原液流入口
と、前記円筒状集合容器に集められたスラリ原液を遠心
力分離作用によって上部から排出するスラリ原液供給口
とを有することを特徴としている。

【００１９】また、請求項１４の発明の水域浄化システ
ムでは、前記処理水生成手段は、前記スラリ原液が導入
される処理槽と、該処理槽の上下方向ほぼ中間部に前記
スラリ原液を所定速度で供給する原液供給部と、前記処
理槽の上部に設けられて前記濃縮スラリ層で清澄化して
上昇した処理水の上澄液を放出する上澄液放出部と、前
記処理槽底部に堆積した堆積スラリを外部に排出する堆
積スラリ排出部とを有することを特徴としている。

【００２０】また、請求項１５の発明の水域浄化システ
ムでは、前記処理槽の上流側の供給流路に設けられた貯
溜タンクと、該貯溜タンクから前記処理槽へ供給する前
記スラリ原液の供給量を調整する流量調整弁と、前記処
理槽内へ供給する前記スラリ原液の供給量が一定となる
ように前記流量調整弁を操作する制御手段とを設けたこ
とを特徴としている。

【００２１】また、請求項１６の発明の水域浄化システ
ムでは、前記処理槽の上流側の供給流路に設けられた貯
溜タンクと、一端部が該処理槽の下流側の排出流路に切
換弁を介して連結されて他端部が前記貯溜タンクに連結
された処理水戻し流路と、前記濃厚スラリ層の高さを検
出する濃厚スラリ層検出手段と、該濃厚スラリ層の高さ
が所定高さになるまで前記切換弁を操作して前記処理槽
から排出された処理水を前記戻し流路を介して前記貯溜
タンクに戻す制御手段とを設けたことを特徴としてい
る。

【００２２】また、請求項１７の発明の水域浄化システ
ムでは、前記スラリ原液が前記濃縮スラリ層を通過する
前に凝集剤を注入する凝集剤注入手段を設けたことを特
徴としている。

【００２３】また、請求項１８の発明の水域浄化システ
ムでは、前記スラリ原液が前記濃縮スラリ層を通過する
前に、該スラリ原液に含まれる有機物を分離、回収する
有機物分離回収手段を設けたことを特徴としている。

【００２４】また、請求項１９の発明の水域浄化システ
ムは、下部円錐状を有する円筒状容器内に底泥と気泡水
とをその接線方向に流入して遠心力分離作用によって分
級された所定粒径より大きい砂礫を自重により落下させ
て下部から排出する一方、分級された所定粒径以下のシ
ルトを含んだスラリ原液を中心部に集めて気泡水中の気
泡と共に上部から排出する底泥分級手段と、前記スラリ
原液を該スラリ原液中の懸濁物質が浮遊あるいは沈降す
る濃縮スラリ層が充填された処理槽の該濃縮スラリ層下
部より供給して通過させることで該スラリ原液に含まれ
る懸濁物質をろ過して清澄化した処理水を生成する処理
水生成手段とを具えたことを特徴とするものである。

【００２５】また、請求項２０の発明のダム排砂システ
ムは、ダムの底泥を連続して吸引する底泥吸引手段と、
吸引した該底泥を所定粒径より大きい砂礫と所定粒径以
下のシルトを含んだスラリ原液とに分級する分級手段
と、該所定粒径より大きい砂礫を前記ダム下流の所定水
域に搬送する砂礫搬送手段と、前記スラリ原液中の懸濁
物質が浮遊あるいは沈降する槽央部の濃縮スラリ層に前
記スラリ原液を通過させることで該スラリ原液に含まれ
る懸濁物質をろ過して清澄化した処理水が槽上部に生成
する一方、該懸濁物質を槽下部より排出する処理水生成
手段と、該処理水を連続して前記ダムに戻す送水手段と
を具えたことを特徴とするものである。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施形態を詳細に説明する。

【００２７】〔第１実施形態〕図１に本発明の第１実施
形態に係る水域浄化方法を実現するための水域浄化シス
テムの概略構成、図２に本実施形態の水域浄化システム
における三相サイクロン装置の側面視概略、図３に三相
サイクロン装置の平面視概略、図４に円筒状容器の作用
を表す概略、図５に円筒状容器の断面（図４のａ−ａ断
面、図４のｂ−ｂ断面）、図６に円筒状集合容器の作用
を表す概略、図７に本実施形態の水域浄化システムにお
ける自己フィルタを表す概略、図８に図７のVIII−VIII
断面を示す。

【００２８】本実施形態の水域浄化システムは、ダム、
湖沼、河川、閉鎖海域、あるいは養殖場などの底部に堆
積した汚泥等、つまり、底泥を処理するものである。即
ち、本実施形態の水域浄化システムは、図１に示すよう
に、底泥吸引手段としてのポンプ浚渫船１１と、異物除
去手段としての振動フルイ１２と、分級手段としての三
相サイクロン装置１３と、処理水生成手段としての自己
フィルタ１４と、送水手段としてのポンプを有する送給
管１５とを具備している。

【００２９】ポンプ浚渫船１１は、浄化対象水域として
のダム１６から底泥を連続して吸引する吸引ポンプ１７
を有し、底泥送給管１８を介して振動フルイ１２と連結
されており、吸引ポンプ１７が吸引した底泥を底泥送給
管１８を介して連続して振動フルイ１２に送給すること
ができる。なお、１９は底泥送給管１８を海上に保持す
るフロートである。

【００３０】振動フルイ１２は、図示しないフルイを有
する底泥ホッパ２０が振動可能となっており、底泥送給
管１８から送給された底泥がこの底泥ホッパ２０内に送
給されると、砂や礫、遊木、ゴミなどの異物が取り除か
れた泥水を下方から排出して泥水タンク２１に貯留でき
る。この泥水タンク２１には泥水ポンプ２２を有する泥
水送給管２３が接続されており、泥水タンク２１の泥水
を泥水ポンプ２２を駆動することで泥水送給管２３を介
して三相サイクロン装置１３に送給することができる。

【００３１】三相サイクロン装置１３は、図１乃至図３
に示すように、泥水を遠心力分離作用によって所定粒径
（０．０７５mm）より大きい砂礫と所定粒径以下のシル
トや有機物を含んだスラリ原液とに分級するものであ
り、例えば、４つの円筒状容器２４と円筒状集合容器２
５と排砂タンク２６とを有している。即ち、下部円錐状
をなす円筒状集合容器２５の周囲に４つの下部円錐状を
なす円筒状容器２４が配設されると共に、円筒状集合容
器２５の下部に排砂タンク２６が配設されている。

【００３２】そして、各円筒状容器２４には、この円筒
状容器２４内に泥水をその接線方向に流入する流入口を
有する泥水流入管２７と、円筒状容器２４内に気泡水を
生成する加圧水をその接線方向に流入する流入口を有す
る加圧水流入管２８とが取付けられている。また、各円
筒状容器２４の下部には、内部で遠心力分離作用によっ
て分級された所定粒径より大きい砂礫を自重により落下
させて排出する排出口を有する砂礫排出管２９が取付け
られると共に、各円筒状容器２４の上部には、内部で遠
心力分離作用によって分級された所定粒径以下のシルト
を含んだスラリ原液を円筒状容器の中心部に集めて気泡
水中の気泡と共に上部から排出する排出口を有するスラ
リ原液排出管３０が取付けられている。

【００３３】一方、円筒状集合容器２５には、各円筒状
容器２５の４つのスラリ原液排出管３０の先端部が取付
けられており、各スラリ原液排出管３０の先端部には、
円筒状集合容器２５内にスラリ原液がその接線方向に流
入されるように流入口３１が形成されている。また、円
筒状集合容器２５の下部には、内部で遠心力分離作用に
よって分級された所定粒径より大きい砂礫を自重により
落下させて排出する排出口を有する砂礫排出管３２が取
付けられると共に、円筒状集合容器２５の上部には、集
められたスラリ原液を内部で遠心力分離作用によって上
部から排出する排出口を有するスラリ原液排出管３３が
取付けられている。

【００３４】そして、各円筒状容器２４の砂礫排出管２
９の先端部が排砂タンク２６に連結されると共に、円筒
状集合容器２５の砂礫排出管３２の先端部が排砂タンク
２６に連結されている。一方、円筒状集合容器２５のス
ラリ原液排出管３３は自己フィルタ１４に連結されてい
る。また、砂礫排出管３２には開閉弁３４が装着される
と共に、排砂タンク２６からスラリ原液排出管３３に連
結される分岐管３５にも開閉弁３６及びポンプ３７が装
着されている。

【００３５】ここで、三相サイクロン装置１３の作用を
説明すると、図４及び図５に示すように、泥水流入管２
７より円筒状容器２４内に流入する有機分を含む土砂や
水が混合して泥水は接線方向より流入するために内部で
強い旋回流を生じ、遠心分離によって大きい粒径の粒子
は側壁にとばされて分離される。一方、円筒状容器２４
の中心部付近には遠心分離機能で分離しきれない小さな
粒径の粒子が多数浮遊しており、ここへ加圧水流入管２
８より加圧水が導入されると、中心部付近は周辺部より
圧力が低いために２０〜３０μｍ径の多くのミクロ気泡
が発生し、浮遊している微粒径粒子や有機分などに付着
する。この気泡はキャビテーションにより発生するが、
サイクロン等の旋回流の場では壁面が最も圧力が高いた
め、この発生した気泡が高圧でつぶれて壁面エロージョ
ンを生じることはない。加圧水流入管２８は泥水流入管
２７より下方にあるため、加圧水の流入する壁面には遠
心分離された粒径の大きい粒子が壁面をつたって重力落
下中である。この中へ加圧水が流入し、キャビテーショ
ン気泡（２０〜３０μｍ径）を発生するため、大粒径粒
子の周囲に付着した微粒径粒子や有機分を大粒径粒子か
らはじきとばすと共に、気泡そのものが分離された微粒
径粒子や有機分に付着し、遠心分離効果により中心部へ
分離搬送する効果をもつ。微粒径粒子、有機分に付着し
たものを含め、加圧水により発生したミクロ気泡は円筒
状容器２４の中心部を通って上部へ上り、スラリ原液排
出管３０より円筒状集合容器２５へ流出する。同時に、
円筒状容器２４の砂礫排出管２９から分離された大粒径
土砂が排砂タンク２６へ排出される。

【００３６】そして、図６に示すように、円筒状容器２
４からスラリ原液排出管３０によって円筒状集合容器２
５へ流入したスラリ原液は、接線方向より流入するため
に内部でゆっくりとした旋回流を生じ、遠心分離によっ
て確実に分離され得なかった大きい粒径の粒子が側壁に
とばされて分離される。すなわち、円筒状集合容器２５
へ接線方向からスラリ原液を導入すると弱い旋回流を生
じ、比重差で粒子を分離する浮上分離効果により、更に
は遠心力による分離効果により小粒径粒子を砂礫排出管
３２から排出できる。また、微粒径土砂、有機分、ミク
ロ気泡を含んだ水はスラリ原液排出管３３から流出して
分離される。更に、排砂タンク２６に溜まった水分はそ
の上澄水をポンプ３７により分岐管３５を介してスラリ
原液排出管３３に移送しており、これにより排砂タンク
２６から排出される砂礫（粒径が０．０７５より大きい
砂礫）の含水量を低下させている。

【００３７】自己フィルタ１４は、図７及び図８に示す
ように、スラリ原液を導入するための処理槽４１を有し
ており、処理槽４１の上部には内部を上昇した上澄液を
放出させるための上澄液放出口（上澄液放出部）４２が
設けられている。この処理槽４１の中間部には内部にス
ラリ原液を供給する原液供給部４３が接続されており、
この原液供給部４３はスラリ原液排出管３３に接続した
原液供給管４４を有しており、この原液供給管４４は処
理槽４１の側壁を略水平に貫通する。また、処理槽４１
は内部が仕切壁４５によって複数に区画されており、こ
の仕切壁４５によって区画された各区画域ごとに、原液
供給管４４に形成された上向きの原液供給ノズル４６が
設けられている。この仕切壁４５は四角筒形状の処理槽
４１内の上下方向中間部に格子状に設けられており、処
理槽４１の内部を複数（１６個）の区画域に区画してい
る。

【００３８】また、処理槽４１の下部には、堆積スラリ
排出部４７が設けられており、堆積スラリが処理槽４１
の底部に堆積し、その自重によって圧密されることで堆
積スラリ層が形成され、この堆積スラリ排出部４７によ
って系外に排出される。堆積スラリ排出部４７は、モー
タ４８によって回転する排出フィーダ４９と、堆積スラ
リ排出管５０とからなる。

【００３９】ここで自己フィルタ１４の作用を説明する
と、原液供給管４４を介して処理槽４１の内部にスラリ
原液を供給すると、スラリ原液は各原液供給ノズル４６
から処理槽４１内に流入し、スラリ原液は上向流として
そのまま処理槽４１内を上昇する。この場合、スラリ原
液の上向流の流速を濃厚スラリ層の懸濁物質の沈降速度
よりも小さい流速１〜５ｍ／ｈ程度、より好ましくは、
２〜４ｍ／ｈ程度にすると実用上良好な結果が得られ
る。この結果、処理槽４１内を上昇するスラリ原液中の
懸濁物質の一部が沈降することになり、所定時間の経過
と共に処理槽４１内の下方領域に懸濁物質濃度が高い濃
厚スラリ層が形成される。

【００４０】そのため、濃厚スラリ層を通過することで
ろ過されて極めて清澄化された上澄液（濁度がスラリ原
液の１／１０〜１／２０程度）が処理槽４１内を上昇
し、処理槽４１の上部に設けられた上澄液放出口４２か
ら放出され、送給管１５によってダム１６に戻される。
一方、処理槽４１内の底部にはスラリ原液中の懸濁物質
が沈降・堆積することによって堆積スラリ層が形成さ
れ、堆積スラリ排出部４７によって系外に排出される。

【００４１】ところで、図１に示すように、三相サイク
ロン装置１３で分級した泥水を自己フィルタ１４に供給
する前に、スラリ原液に凝集剤を注入する凝集剤注入装
置５１が設けられている。この凝集剤注入装置５１は、
薬注タンク５２と、薬注ポンプ５３と、薬注管５３と、
ミキサー５４とを有している。従って、この薬注ポンプ
５３を作動させることにより、薬注タンク５２内の凝集
剤を薬注管５４を介してスラリ原液排出管３３に注入す
ることができる。凝集剤としては、塩化カルシウム（Ｃ
ａＣｌ２）、塩化第二鉄（ＦｅＣｌ３）、鉄イオン水等
の無機凝集剤が用いられる。これにより、スラリ原液中
の懸濁物質が相互に凝集するのを促進することができる
ので、自己フィルタ１４にて濃厚スラリ層を早期に形成
できると共に、濃厚スラリ層の懸濁物質濃度を高くする
ことが可能となる。

【００４２】この結果、自己フィルタ１４において、上
向流として供給されるスラリ原液に含まれる懸濁物質
が、濃厚スラリ層によって効果的に捕捉されることにな
るので、清澄度の高い上澄液（濁度２０ｐｐｍ以下）を
効率よく得ることができる。また、懸濁物質相互間の凝
集性が向上することにより、濃厚スラリ層における懸濁
物質の沈降速度が増大する。これにより、濃厚スラリ層
の界面上昇が抑制されるので、濃厚スラリ層の下方に所
定厚さの堆積スラリ層を形成しても処理槽４１の全高を
低く抑えてコンパクト化を図ることができる。

【００４３】なお、スラリ原液に凝集剤を注入するに際
しては、凝集剤を濃厚スラリ層に直接注入してもよく、
また、濃厚スラリ層の上部付近に注入してもよい。これ
により、スラリ原液に含まれる懸濁物質のうち粗大粒子
が処理槽４１内で沈降分離した後に、凝集剤を注入する
ことが可能となる。従って、沈降分離しにくい懸濁物質
に対して直接的に凝集剤を作用させることが可能となる
と共に、凝集剤の注入量を少なくすることができる。ま
た、濃厚スラリ層に凝集剤を注入すれば、凝集剤の作用
によって凝集した懸濁物質が濃厚スラリ層内を沈降する
ことになる。従って、互いに凝集した大きな懸濁物質に
よって、上向流として供給されるスラリ原液中の懸濁物
質が効果的に捕捉される。

【００４４】また、自己フィルタ１４の処理槽４１の下
部に設けられた堆積スラリ排出部４７は、排出管６１を
介して排泥ポンプ６２が連結され、この排泥ポンプ６２
は排泥管６３を介して脱水汚泥ホッパ６４が連結されて
いる。そして、脱水汚泥ホッパ６４の搬出フィーダ６５
によって搬出された脱水汚泥は搬送トラック６６によっ
て搬送可能となっている。

【００４５】ここで、上述した本実施形態の水域浄化シ
ステムによる底部の処理方法について説明する。

【００４６】図１に示すように、ポンプ浚渫船１１は吸
引ポンプ１７によってダム１６から底泥を連続して吸引
し、底泥送給管１８を介して振動フルイ１２に送給す
る。振動フルイ１２はポンプ浚渫船１１から送給された
底泥を底泥ホッパ２０で受け取り、ここで底泥から砂や
礫、遊木、ゴミなどの異物を除去し、泥水を泥水タンク
２１に貯留する。そして、泥水タンク２１に貯留された
泥水を泥水ポンプ２２によって泥水送給管２３を介して
三相サイクロン装置１３に送給する。

【００４７】三相サイクロン装置１３では、各円筒状容
器２４内に流入した泥水は内部で強い旋回流を生じて遠
心分離によって大きい粒径の粒子が側壁にとばされて分
離される一方、中心部付近には遠心分離機能で分離しき
れない小さな粒径の粒子が多数浮遊し、ここへ加圧水が
導入されて多くのミクロ気泡が発生して微粒径粒子や有
機分などに付着する。そして、壁面に遠心分離された粒
径の大きい粒子は壁面をつたって重力落下し、排砂タン
ク２６へ排出される一方、微粒径粒子や有機分は付着し
たミクロ気泡により上部へ上り、円筒状集合容器２５へ
流出する。そして、この円筒状集合容器２５で遠心分離
によって確実に分離され得なかった大きい粒径の粒子と
微粒径土砂、有機分、ミクロ気泡を含んだスラリ原液と
に分離し、大きい粒子を排砂タンク２６へ、スラリ原液
を自己フィルタ１４へ供給する。即ち、三相サイクロン
装置１３にて、泥水を遠心力分離作用によって所定粒径
（０．０７５mm）より大きい砂礫と所定粒径以下のシル
トや有機物を含んだスラリ原液とに分級する。

【００４８】この排砂タンク２６では、内部に溜まった
水分の上澄水をスラリ原液排出管３３に移送すること
で、排砂タンク２６から排出される大きな砂礫（粒径が
０．０７５より大きい砂礫）の含水量を５０％程度に調
整している。そして、排砂タンク２６から排出された大
きな砂礫は、図示しないトラックなどによってダム１６
よりも下流の河川に戻される。

【００４９】一方、自己フィルタ１４へ供給されたスラ
リ原液は、途中で凝集剤注入装置５１によりスラリ原液
に対して凝集剤が注入され、ミキサー５５によって攪拌
することで、スラリ原液中の懸濁物質が相互に凝集する
のを促進させる。そして、自己フィルタ１４では、スラ
リ原液を各原液供給ノズル４６から上向流として処理槽
４１内に流入すると、処理槽４１内を上昇するスラリ原
液中の懸濁物質の一部が沈降して処理槽４１内の下方領
域に懸濁物質濃度が高い濃厚スラリ層が形成され、スラ
リ原液の上向流がこの濃厚スラリ層を通過することで極
めて清澄化された上澄液（濁度が２０ｐｐｍ以下）が処
理槽４１内を上昇し、上澄液放出口４２から放出されて
送給管１５によってダム１６に戻される。一方、処理槽
４１内の底部にはスラリ原液中の懸濁物質が沈降・堆積
することによって堆積スラリ層が形成され、堆積スラリ
（含水率８５％以下）が堆積スラリ排出部４７によって
排出される。

【００５０】この場合、堆積スラリは堆積スラリ排出部
４７の排出フィーダ４９によって連続して、あるいは定
期的に排出され、排出管６１、排泥ポンプ６２を介して
脱水汚泥ホッパ６４に送られ、脱水汚泥が搬送トラック
６６で再処理場に搬送される。再処理場では、脱水汚泥
に対して有機物除去処理や固化処理等を施して再利用可
能なものとする。この場合、有機物除去処理方法として
は、焼却、高温好気発酵、比重差による分別後にコンポ
スト化などがある。また、固化処理を施した後の利用方
法としては、埋立材やコンクリート骨材があり、また、
河川へ放流することもできる。

【００５１】〔第２実施形態〕図９に本発明の第２実施
形態に係る水域浄化方法を実現するための水域浄化シス
テムにおける三相サイクロン装置及び自己フィルタの概
略を示す。なお、前述した実施形態で説明したものと同
様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する
説明は省略する。

【００５２】本実施形態の水域浄化システムにおいて、
図９に示すように、自己フィルタ１４は処理槽４１を有
し、この処理槽４１の上部に上澄液放出口４２が設けら
れ、中間部に原液供給部４３の原液供給管４４が接続さ
れ、この原液供給管４４には原液供給ノズル４６が設け
られており、底部には堆積スラリ排出部４７が設けられ
ている。また、処理槽４１の上流側の供給流路（原液排
出管３３）には、貯溜タンク７１と、ポンプ７２と、流
量調整弁７３が設けられると共に、排出流路（上澄液放
出口４２）には切換弁７４が設けられ、この切換弁７４
を介して送給管１５と貯溜タンク７１に連結される処理
水戻し管７５とが設けられている。そして、制御装置７
６はポンプ７２の駆動と流量調整弁７３及び切換弁７４
の操作が可能となっている。更に、処理槽４１には濃厚
スラリ層の高さを検出する濃厚スラリ層検出センサ７７
が設けられて検出結果が制御装置７６に出力され、ま
た、制御装置７６には運転を開始してからの経過時間を
検出するタイマ７８が接続されている。

【００５３】従って、三相サイクロン装置１３からスラ
リ原液排出管３３を通って送給されたスラリ原液は貯溜
タンク７１に一度貯留され、制御装置７６によりポンプ
７２の駆動及び流量調整弁７３に調整された流量のスラ
リ原液が自己フィルタ１４に送られることとなる。その
ため、スラリ原液排出管３３の流量に拘らず、自己フィ
ルタ１４に送られるスラリ原液の流量が一定となり、こ
の自己フィルタ１４では、スラリ原液の清澄化処理を適
正に行うことができる。

【００５４】また、自己フィルタ１４の停止中、処理槽
４１内ではスラリ原液中の懸濁物質のほとんどが沈降し
ており、所定高さの濃厚スラリ層が形成されておらず、
スラリ原液を通過して清澄化された上澄液とすることが
できない。そのため、処理開始からタイマ７８が計時し
た所定時間だけ、制御装置７６は切換弁７４を操作して
処理槽４１から排出された処理水を処理水戻し管７５を
通して貯溜タンク７１に戻すようにしている。そして、
所定時間が経過すると、処理槽４１内に所定高さの濃厚
スラリ層が形成されたものと判断し、切換弁７４を操作
して処理槽４１から排出された処理水を送給管１５を介
してダム１６へ戻す。なお、この場合、制御装置７６が
濃厚スラリ層検出センサ７７の検出結果に基づいて処理
槽４１内に所定高さの濃厚スラリ層が形成されたものと
判断するようにしてもよい。

【００５５】更に、自己フィルタ１４では、処理槽４１
の底部に堆積した堆積スラリを堆積スラリ排出部４７の
排出フィーダ４９によって連続して、あるいは定期的に
排出しているが、この自己フィルタ１４を停止するとき
には、制御装置７６は濃厚スラリ層検出センサ７７の検
出結果に基づいて、濃縮スラリ層が所定厚さ形成された
状態で処理を終了するようにしている。これにより、自
己フィルタ１４による処理開始時に、早期に濃厚スラリ
層を生成することができる。

【００５６】〔第３実施形態〕図１０に本発明の第３実
施形態に係る水域浄化方法を実現するための水域浄化シ
ステムにおける自己フィルタの概略を示す。

【００５７】本実施形態では、図１０に示すように、自
己フィルタのおける原液供給ノズル４６の向きが下方と
なっている。即ち、処理槽４１に内部は仕切壁４５によ
って複数に区画され、各区画域ごとに原液供給部４３の
原液供給ノズル４６が設けられており、各原液供給ノズ
ル７は仕切壁４５によって区画された各区画域内の中心
に位置し、鉛直下方を向いている。

【００５８】従って、原液供給管４４を介して処理槽４
１内における仕切壁４５にて区画された各区画域にスラ
リ原液を供給すると、スラリ原液は、原液供給ノズル４
６から処理槽４１内に流入する。この際、原液供給ノズ
ル４６からのスラリ原液は、処理槽４１の下部の堆積ス
ラリに沿って流れてから反転し、上方に向かうスラリ原
液の上向流が形成される。そのため、この処理槽４１内
の堆積スラリの上方に濃厚スラリ層が形成される。

【００５９】このように処理槽４１内にて、濃厚スラリ
層と堆積スラリとの間に、原液供給ノズル４６から下に
向かってスラリ原液を供給するため、フィルタ機能をも
つ濃厚スラリ層を破壊することなく、スラリ原液を供給
できる。なお、この場合、濃厚スラリ層に比べて堆積ス
ラリは圧密により懸濁物質濃度が高いためにスラリ原液
によって供給されにくいが、スラリ原液の供給速度は１
〜２０cm/sec程度が望ましい。また、処理槽４１内は仕
切壁４５によって区画されて各区画域ごとに原液供給ノ
ズル４６が設けられているため、濃厚スラリ層及び堆積
スラリが厚さにばらつきが出ずに安定してろ過を行い、
極めて清澄度の高い上澄液として処理できる。

【００６０】なお、上述し各実施形態において、処理層
４１内において、原液供給部４３（原液供給ノズル４
６）の上方に濃厚スラリ層を形成し、下方に堆積スラリ
を形成するようにしたが、実際には、濃厚スラリ層と堆
積スラリとを合わせた領域は上部から下部にかけて懸濁
物質の濃度が高くなっているものであり、これは水に対
して懸濁物質の比重が高く、処理層４１の下部にいくほ
ど懸濁物質の自重により圧密されるからである。

【００６１】〔第４実施形態〕図１１に本発明の第４実
施形態に係る水域浄化方法を実現するための水域浄化シ
ステムにおける有機物分離回収装置の概略を示す。

【００６２】一般に、ダム等の湖底に堆積している底泥
には、各種有機物が含まれており、このような有機物は
水域の水質悪化を招くものであるが、従来、底泥に含ま
れている有機物を選択的に回収するのは困難であり、こ
の有機物を処理するに際しては、各種ろ過装置や脱水フ
ィルタ装置等を用いて固液分離処理を施した後、固形成
分に天日干し、燃焼処理、バイオ分解処理等を施すのが
通例であった。しかしながら、分離された固形成分に
は、有機物のほかに無機物も多量に含まれてしまうこと
から多大な時間及びコストが必要とされるという問題が
あった。従って、図１１に示すように、ここでは有機物
を選択的に分離・回収可能とし、有機物分離回収処理に
要する時間及びコストを低減させることができる有機物
分離回収装置８１を自己フィルタ１４の上流側に設けて
いる。

【００６３】この場合、この有機物分離回収装置８１
は、有機物と無機物とを含むスラリ原液から有機物を分
離・回収するためのものであって、スラリ原液が導入さ
れる処理容器８２の一側の下部には、スラリ原液排出管
３３に連結されてスラリ原液を処理容器８２内に上向流
として供給するスラリ原液供給管８３が接続されてお
り、供給管８３の中途には薬注管８４が接続されてい
る。この薬注管８４からは、供給管８３内を流通するス
ラリ原液に対して塩化カルシウム（ＣａＣｌ２）、塩化
第二鉄（ＦｅＣｌ３）、鉄イオン水等の無機凝集剤（凝
集剤）が注入される。これにより、処理容器８２内に導
入される廃水中の無機物を効率よく凝集させることがで
きる。更に、処理容器８２の他側には所定の高さをもっ
た堰部材８５が配置されており、この堰部材８５は処理
容器８２の底面に固定されており、底面から所定の高さ
にわたって処理容器８２の内部を略鉛直に仕切ってい
る。

【００６４】また、堰部材８５よりも一側には第１の抜
出管８６が処理容器８２の下部に接続されており、堰部
材８５よりも他側には第２の抜出管８７が処理容器８２
の下部に接続されている。一方、処理容器８２の他側壁
部の上部には、取水管８８が接続されており、この取水
管８８と抜出管８６とは１本に合流させられた後、ポン
プ８９を介して原液供給管４４に接続されている。加え
て、処理容器８２の他側壁部の下部には、例えば、１Ｈ
ｚ程度の振動を発生可能な加振器９０が配置されてい
る。

【００６５】従って、まず、スラリ原液排出管３３から
処理容器８２内にスラリ原液を供給すると、処理容器８
２内に上向流として供給され、この場合、スラリ原液の
供給流速は、低速（例えば、１０ｃｍ／ｓ程度）に設定
するとよい。また、スラリ原液に対して図示しない薬注
ポンプを作動させることにより薬注管８４から無機凝集
剤を予め注入しておく。処理容器８２内に上向流として
供給されたスラリ原液は処理容器８２内を流通し、この
際、スラリ原液には予め無機凝集剤が注入されているの
で、スラリ原液中の無機物は互いに凝集してフロックを
形成する。また、無機物は、有機物と比較して比重が大
きいため、処理容器８２内の上部まで吹き上げられるこ
と無く、処理容器８２の一側の底部に徐々に堆積してい
く。また、処理容器８２内に上向流として供給されたス
ラリ原液に含まれる有機物の一部は、処理容器８２の一
側の底部に堆積するが、処理容器８２の長さをある程度
大きく設定しておけば、スラリ原液供給管３３ノズル部
付近で発生する渦流等の影響によって再度処理容器８２
の上部に吹き上げられることになる。

【００６６】一方、スラリ原液に含まれる有機物は、無
機物と比較して比重が小さいことから、その大半は、処
理容器８２内に発生する流れにのって処理容器８２内の
他側まで達した後、処理容器８２の底部に堆積する。こ
こで、処理容器８２の内部は堰部材８５によって一側と
他側とに仕切られているため、堰部材８５よりも一側に
無機物主体の汚泥が堆積し、堰部材８５よりも他側で
は、有機物主体の汚泥が堆積する。また、この有機物分
離回収装置８１では、処理容器８２の他側壁部の下部に
加振器９０を配置させているので、有機物と無機物とを
より効率よく分級することが可能となる。

【００６７】この結果、堰部材８５よりも一側に設けら
れている抜出管８６からは、主として無機物からなる堆
積物（汚泥）を抜き出すことが可能となり、堰部材８５
よりも他側に設けられている抜出管８７からは、主とし
て有機物からなる堆積物（汚泥）を抜き出すことが可能
となる。抜出管８７から抜き出された堆積物（有機物主
体）に対しては、焼却処理やバイオ分解処理等が施され
る。また、抜出管８６から抜き出された堆積物（無機物
主体）は、取水管８８から取水された水分と混合させら
れると共に、ポンプ８９によって自己フィルタ１４に供
給される。

【００６８】このように有機物分離回収装置８１を上述
した方法により用いれば、各種スラリ原液等に含まれる
有機物の選択的な分離回収処理を容易かつ確実に実現す
ることが可能となる。また、抜出管８７から抜き出され
た堆積物に対しては、焼却処理やバイオ分解処理等が施
されるが、この際、当該堆積物に含まれる無機物の量は
極めて少ないので、有機物処理に要する時間及びコスト
を大幅に低減させることができる。また、有機物分離回
収装置８１は、簡易な構成を有するので低コストで製造
可能である。なお、抜出管４５から取り出される堆積物
は、無機物を主体とするものであるので、直接、系外
（ダム底等）に放出することも可能である。

【００６９】

【発明の効果】以上、実施形態において詳細に説明した
ように請求項１の発明の水域浄化方法によれば、浄化対
象水域から底泥を連続して吸引して所定粒径より大きい
砂礫と所定粒径以下のシルトを含んだスラリ原液とに分
級し、該スラリ原液中の懸濁物質が浮遊あるいは沈降す
る濃縮スラリ層にスラリ原液を通過させることで懸濁物
質をろ過して清澄化した処理水を生成し、この処理水を
浄化対象水域に連続して戻すことによりこの浄化対象水
域の水質浄化を行うようにしたので、底泥を分級して懸
濁物質をろ過することで清澄化した処理水を生成するた
め、底泥の分級処理を確実に行うことで極めて清澄度の
高い処理水となって信頼性の向上を図ることができると
共に、底泥処理を連続して行うことで作業効率の向上を
図り、その結果、浄化対象水域の水質を向上することが
できる。

【００７０】また、請求項２の発明の水域浄化方法によ
れば、底泥を砂礫とスラリ原液とに分級する場合、気泡
水を用いた遠心力分離作用により所定粒径より大きい砂
礫と所定粒径以下のシルトを含んだスラリ原液とに分級
するようにしたので、旋回流による遠心分離効果、気泡
水によるキャビテーション洗浄効果、ミクロ気泡と微粒
径粒子、有機分の付着を利用した浮上分離効果を組合せ
ることにより分離性能を格段に向上することができる。

【００７１】また、請求項３の発明の水域浄化方法によ
れば、スラリ原液をろ過して清澄化した処理水を生成す
る場合、処理槽の上下方向ほぼ中間部にスラリ原液を所
定速度で供給することで上向流を形成し、濃厚スラリ層
を通過させることで懸濁物質をろ過して清澄化した処理
水を排出する一方、下方に堆積スラリ層を形成して排出
するようにしたので、処理槽内に形成される濃厚スラリ
層が各種ろ材やフィルタ等を用いたろ過層と実質的に同
様の機能をもつことになるので、スラリ原液中に含まれ
る懸濁物質が効果的に除去され、スラリ原液を清澄化す
ることができ、また、処理を中断して逆洗操作を行う必
要が全くなくなると共に、各種ろ材やフィルタ材を補充
・交換するといったようなことが一切不要となり、その
結果、低コストで効率よくスラリを処理することができ
る。

【００７２】また、請求項４の発明の水域浄化方法によ
れば、処理槽に常時一定のスラリ原液を供給するように
したので、分級されたスラリ原液の流量に拘らず、処理
槽に送られるスラリ原液の流量を一定とすることで、ス
ラリ原液の清澄化処理を適正に行うことができる。

【００７３】また、請求項５の発明の水域浄化方法によ
れば、処理開始から所定期間だけ、処理槽から排出され
た処理水をスラリ原液と共に処理槽に戻すようにしたの
で、処理開始から所定期間経過すると、処理槽内に所定
高さの濃厚スラリ層が形成されることとなり、適正な濃
厚スラリ層を通過してろ過生成した処理水のみを浄化対
象水域に戻すことができ、浄化対象水域を確実に清浄化
することができる。

【００７４】また、請求項６の発明の水域浄化方法によ
れば、処理槽でのろ過処理終了時には、濃縮スラリ層を
所定厚さ形成した状態で処理終了するようにしたので、
処理開始時には早期に濃厚スラリ層を生成することがで
きる。

【００７５】また、請求項７の発明の水域浄化方法によ
れば、スラリ原液が濃縮スラリ層を通過する前に凝集剤
を注入するようにしたので、スラリ原液中の懸濁物質が
相互に凝集するのを促進することができ、濃厚スラリ層
を早期に形成できると共に、濃厚スラリ層の懸濁物質濃
度を高くすることが可能となり、この結果、上向流とな
ったスラリ原液に含まれる懸濁物質が濃厚スラリ層によ
って効果的に捕捉されることになり、清澄度の高い上澄
液を効率よく得ることができ。

【００７６】また、請求項８の発明の水域浄化方法によ
れば、スラリ原液が濃縮スラリ層を通過する前に、スラ
リ原液に含まれる有機物を分離、回収するようにしたの
で、排出される堆積スラリに含まれる有機物を大幅に低
減させることができる。

【００７７】また、請求項９の発明の水域浄化方法によ
れば、底泥から遠心力分離作用によって分級した所定粒
径より大きい砂礫を浄化対象水域の下流に搬送して排出
するようにしたので、底泥の再利用を図ることができ
る。

【００７８】また、請求項１０の発明の水域浄化方法に
よれば、前記スラリ原液からろ過して処理槽の下部に堆
積した堆積スラリを脱水処理、有機物除去処理、固化処
理を施して再利用可能とするようにしたので、底泥を産
業廃棄物として処理する必要がなくなって有効的に使用
することができる。

【００７９】そして、請求項１１の発明の水域浄化シス
テムによれば、浄化対象水域を移動して底泥を連続して
吸引する底泥吸引手段と、吸引した底泥を所定粒径より
大きい砂礫と所定粒径以下のシルトを含んだスラリ原液
とに分級する分級手段と、該スラリ原液中の懸濁物質が
浮遊あるいは沈降する槽央部の濃縮スラリ層にスラリ原
液を通過させることでスラリ原液に含まれる懸濁物質を
ろ過して清澄化した処理水を槽上部に生成する一方、懸
濁物質を槽下部より排出する処理水生成手段と、処理水
を連続して浄化対象水域に戻す送水手段とを設けたの
で、底泥を異物除去手段、分級手段、処理水生成手段に
より確実に分級及びろ過して清澄化した処理水を生成す
ることができ、信頼性の向上を図ることができると共
に、底泥処理を連続して行うことで作業効率の向上を図
ることができる。

【００８０】また、請求項１２の発明の水域浄化システ
ムによれば、分級手段を、下部円錐状をなす円筒状容器
に、底泥を接線方向に流入する底泥流入口と、気泡水を
その接線方向に流入する気泡水流入口と、遠心力分離作
用によって分級された所定粒径より大きい砂礫を自重に
より落下させて排出する砂礫排出口と、遠心力分離作用
によって分級された所定粒径以下のシルトを含んだスラ
リ原液を中心部に集めて気泡水中の気泡と共に上部から
排出するスラリ原液排出口とを設けて構成したので、旋
回流による遠心分離効果、気泡水によるキャビテーショ
ン洗浄効果、ミクロ気泡と微粒径粒子、有機分の付着を
利用した浮上分離効果を組合せることにより分離性能を
格段に向上することができる。

【００８１】また、請求項１３の発明の水域浄化システ
ムによれば、分級手段を、下部円錐状をなす複数の円筒
状容器に、底泥を接線方向に流入する底泥流入口と、気
泡水をその接線方向に流入する気泡水流入口と、遠心力
分離作用によって分級された所定粒径より大きい砂礫を
自重により落下させて排出する砂礫排出口と、遠心力分
離作用によって分級された所定粒径以下のシルトを含ん
だスラリ原液を中心部に集めて気泡水中の気泡と共に上
部から排出するスラリ原液排出口を設けると共に、下部
円錐状をなす円筒状集合容器に、円筒状容器のスラリ原
液排出口から排出されたスラリ原液をその接線方向に流
入するスラリ原液流入口と、スラリ原液を遠心力分離作
用によって上部から排出するスラリ原液供給口とを設け
て構成したので、底泥を円筒状容器及び円筒状集合容器
により二段階に遠心力分離を実施することとなり、所定
粒径より大きい砂礫と所定粒径以下のシルトを含んだス
ラリ原液とに精度良く分級することができる。

【００８２】また、請求項１４の発明の水域浄化システ
ムによれば、処理水生成手段を、スラリ原液が導入され
る処理槽に、上下方向ほぼ中間部にスラリ原液を所定速
度で供給する原液供給部と、濃縮スラリ層で清澄化して
上昇した処理水の上澄液を放出する上澄液放出部と、堆
積した堆積スラリを外部に排出する堆積スラリ排出部と
を設けた構成したので、処理槽内に形成される濃厚スラ
リ層が各種ろ材やフィルタ等を用いたろ過層と実質的に
同様の機能をもつことになるので、スラリ原液中に含ま
れる懸濁物質が効果的に除去され、スラリ原液を清澄化
することができ、また、底泥処理を中断して逆洗操作を
行う必要が全くなくなると共に、各種ろ材やフィルタ材
を補充・交換するといったようなことが一切不要とな
り、更に、スラリ原液を処理槽内に供給するだけで底泥
処理が行われるので、動力の必要性を低減することがで
きる。その結果、低コストで効率よくスラリを処理する
ことができ、高い実用性を有することができる。

【００８３】また、請求項１５の発明の水域浄化システ
ムによれば、処理槽の上流側の供給流路に貯溜タンクと
流量調整弁とを設け、制御手段によって処理槽内へ供給
するスラリ原液の供給量が一定となるように流量調整弁
を操作するようにしたので、分級されたスラリ原液の流
量に拘らず、処理槽に送られるスラリ原液の流量を一定
とすることで、スラリ原液の清澄化処理を適正に行うこ
とができる。

【００８４】また、請求項１６の発明の水域浄化システ
ムによれば、処理槽の上流側の供給流路に貯溜タンクを
設ける一方、処理槽の下流側の排出流路に切換弁を介し
て貯溜タンクに連結される処理水戻し流路を設け、ま
た、濃厚スラリ層の高さを検出する濃厚スラリ層検出手
段を設け、制御手段によって濃厚スラリ層の高さが所定
高さになるまで切換弁を操作して処理槽から排出された
処理水を戻し流路を介して貯溜タンクに戻すようにした
ので、処理開始から所定期間経過すると、処理槽内に所
定高さの濃厚スラリ層が形成されることとなり、適正な
濃厚スラリ層を通過してろ過生成した処理水のみを浄化
対象水域に戻すことができ、浄化対象水域を確実に清浄
化することができる。

【００８５】また、請求項１７の発明の水域浄化システ
ムによれば、スラリ原液が濃縮スラリ層を通過する前に
凝集剤を注入する凝集剤注入手段を設けたので、スラリ
原液中の懸濁物質が相互に凝集するのを促進することが
でき、濃厚スラリ層を早期に形成できると共に、濃厚ス
ラリ層の懸濁物質濃度を高くすることが可能となり、こ
の結果、上向流となったスラリ原液に含まれる懸濁物質
が濃厚スラリ層によって効果的に捕捉されることにな
り、清澄度の高い上澄液を効率よく得ることができ、ま
た、懸濁物質相互間の凝集性が向上することによって濃
厚スラリ層における懸濁物質の沈降速度が増大し、濃厚
スラリ層の界面上昇が抑制されて処理槽の全高を低く抑
えてコンパクト化を図ることができる。

【００８６】また、請求項１８の発明の水域浄化システ
ムによれば、スラリ原液が濃縮スラリ層を通過する前
に、スラリ原液に含まれる有機物を分離、回収する有機
物分離回収手段を設けたので、排出される堆積スラリに
含まれる有機物を大幅に低減させることができる。

【００８７】また、請求項１９の発明の水域浄化システ
ムによれば、下部円錐状を有する円筒状容器内に底泥と
気泡水とをその接線方向に流入して遠心力分離作用によ
って分級された所定粒径より大きい砂礫を自重により落
下させて下部から排出する一方、分級された所定粒径以
下のシルトを含んだスラリ原液を中心部に集めて気泡水
中の気泡と共に上部から排出する底泥分級手段と、スラ
リ原液をスラリ原液中の懸濁物質が浮遊あるいは沈降す
る濃縮スラリ層が充填された処理槽の濃縮スラリ層下部
より供給して通過させることでスラリ原液に含まれる懸
濁物質をろ過して清澄化した処理水を生成する処理水生
成手段とを設けたので、底泥を底泥分級手段及び処理水
生成手段により確実に分級及びろ過して清澄化した処理
水を生成することができ、信頼性の向上を図ることがで
きる。

【００８８】また、請求項２０の発明のダム排砂システ
ムによれば、ダムの底泥を連続して吸引して所定粒径よ
り大きい砂礫と所定粒径以下のシルトを含んだスラリ原
液とに分級し、所定粒径より大きい砂礫をダム下流の所
定水域に搬送して排出する一方、懸濁物質が浮遊あるい
は沈降する濃縮スラリ層にスラリ原液を通過させること
で懸濁物質をろ過して清澄化した処理水を生成し、この
処理水をダムに連続して戻すことによりこの浄化対象水
域の水質浄化を行うようにしたので、分級して所定粒径
より大きい砂礫をダム下流の所定水域に搬送する一方、
スラリ原液をろ過して清澄化した処理水を生成してダム
に戻すため、底泥から分級された砂礫の再利用を図るこ
とができると共に、底泥を極めて清澄化した処理水とし
て戻すことで、浄化対象水域の水質を向上することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る水域浄化方法を実
現するための水域浄化システムの概略構成図である。

【図２】本実施形態の水域浄化システムにおける三相サ
イクロン装置の側面視概略図である。

【図３】三相サイクロン装置の平面視概略図である。

【図４】円筒状容器の作用を表す概略図である。

【図５】円筒状容器の断面（図４のａ−ａ断面、図４の
ｂ−ｂ断面）図である。

【図６】円筒状集合容器の作用を表す概略図である。

【図７】本実施形態の水域浄化システムにおける自己フ
ィルタを表す概略図である。

【図８】図７のVIII−VIII断面図である。

【図９】第２実施形態に係る水域浄化方法を実現するた
めの水域浄化システムにおける三相サイクロン装置及び
自己フィルタの概略図である。

【図１０】本発明の第３実施形態に係る水域浄化方法を
実現するための水域浄化システムにおける自己フィルタ
の概略図である。

【図１１】本発明の第４実施形態に係る水域浄化方法を
実現するための水域浄化システムにおける有機物分離回
収装置の概略図である。

【符号の説明】

１１ポンプ浚渫船（底泥吸引手段）１２振動フルイ（異物除去手段）１３三相サイクロン装置（分級手段）１４自己フィルタ（処理水生成手段）１５送給管（戻し手段）１６ダム（浄化対象水域）２４円筒状容器２５円筒状集合容器２６排砂タンク４１処理槽４２上澄液放出口（上澄液放出部）４３原液供給部４４原液供給管４５仕切壁４６原液供給ノズル４７堆積スラリ排出部５１凝集剤注入装置７２ポンプ７３流量調整弁７４切換弁７５処理水戻し管７６制御装置７７濃厚スラリ層検出センサ７８タイマ８１有機物分離回収装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者吉田謙兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１号三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者縄田秀夫兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目１番１号三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者宗實茂樹兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目１番１号三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者川根浩兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目１番１号三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者浜崎彰弘兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目１番１号三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者吉井總介兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目１番１号中外テクノス株式会社内Ｆターム(参考） 2D019 AA48

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】浄化対象水域から底泥を連続して吸引
し、吸引された該底泥を所定粒径より大きい砂礫と所定
粒径以下のシルトを含んだスラリ原液とに分級し、該ス
ラリ原液中の懸濁物質が浮遊あるいは沈降する濃縮スラ
リ層に前記スラリ原液を通過させることで該スラリ原液
に含まれる懸濁物質をろ過して清澄化した処理水を生成
し、該処理水を前記浄化対象水域に連続して戻すことに
より前記浄化対象水域の水質浄化を行うことを特徴とす
る水域浄化方法。
【請求項２】請求項１記載の水域浄化方法において、
前記底泥を砂礫とスラリ原液とに分級する場合、下部円
錐状の円筒状容器内に前記底泥と気泡水とを該円筒状容
器の接線方向に流入することで旋回流を生じさせ、該旋
回流の遠心力分離作用によって所定粒径より大きい砂礫
を前記円筒状容器の内壁に沿って自重により落下させて
下部から排出する一方、所定粒径以下のシルトを含んだ
スラリ原液を前記円筒状容器の中心部に集めて前記気泡
水中の気泡と共に上部から排出することを特徴とする水
域浄化方法。
【請求項３】請求項１記載の水域浄化方法において、
前記スラリ原液をろ過して清澄化した処理水を生成する
場合、処理槽の上下方向ほぼ中間部に前記スラリ原液を
所定速度で供給することで上向流を形成し、該スラリ原
液の供給位置よりも上方に形成された前記濃厚スラリ層
を該スラリ原液の上向流が通過することで懸濁物質をろ
過して清澄化した処理水を上方から排出する一方、前記
供給位置よりも下方に堆積スラリ層を形成して下方から
排出することを特徴とする水域浄化方法。
【請求項４】請求項３記載の水域浄化方法において、
前記処理槽に常時一定の前記スラリ原液を供給すること
を特徴とする水域浄化方法。
【請求項５】請求項３記載の水域浄化方法において、
処理開始から所定期間だけ、前記処理槽から排出された
処理水を前記スラリ原液と共に該処理槽に戻すことを特
徴とする水域浄化方法。
【請求項６】請求項３記載の水域浄化方法において、
前記処理槽でのろ過処理終了時には、前記濃縮スラリ層
を所定厚さ形成した状態で処理終了することを特徴とす
る水域浄化方法。
【請求項７】請求項１記載の水域浄化方法において、
前記スラリ原液が前記濃縮スラリ層を通過する前に凝集
剤を注入することを特徴とする水域浄化方法。
【請求項８】請求項１記載の水域浄化方法において、
前記スラリ原液が前記濃縮スラリ層を通過する前に、該
スラリ原液に含まれる有機物を分離、回収することを特
徴とする水域浄化方法。
【請求項９】請求項１記載の水域浄化方法において、
前記底泥から遠心力分離作用によって分級した所定粒径
より大きい砂礫を前記浄化対象水域の下流に搬送して排
出することを特徴とする水域浄化方法。
【請求項１０】請求項１記載の水域浄化方法におい
て、前記スラリ原液からろ過して前記処理槽の下部に堆
積した堆積スラリを脱水処理、有機物除去処理、固化処
理を施して再利用可能とすることを特徴とする水域浄化
方法。
【請求項１１】浄化対象水域を移動して底泥を連続し
て吸引する底泥吸引手段と、吸引した該底泥を所定粒径
より大きい砂礫と所定粒径以下のシルトを含んだスラリ
原液とに分級する分級手段と、該スラリ原液中の懸濁物
質が浮遊あるいは沈降する槽央部の濃縮スラリ層に前記
スラリ原液を通過させることで該スラリ原液に含まれる
懸濁物質をろ過して清澄化した処理水が槽上部に生成す
る一方、該懸濁物質を槽下部より排出する処理水生成手
段と、該処理水を連続して前記浄化対象水域に戻す送水
手段とを具えたことを特徴とする水域浄化システム。
【請求項１２】請求項１１記載の水域浄化システムに
おいて、前記分級手段は、下部円錐状をなす円筒状容器
と、該円筒状容器内に前記異物が除去された底泥をその
接線方向に流入する底泥流入口と、前記円筒状容器内に
気泡水をその接線方向に流入する気泡水流入口と、前記
円筒状容器内で遠心力分離作用によって分級された所定
粒径より大きい砂礫を自重により落下させて排出する砂
礫排出口と、前記円筒状容器内で遠心力分離作用によっ
て分級された所定粒径以下のシルトを含んだスラリ原液
を前記円筒状容器の中心部に集めて気泡水中の気泡と共
に上部から排出するスラリ原液排出口とを有することを
特徴とする水域浄化システム。
【請求項１３】請求項１１記載の水域浄化システムに
おいて、前記分級手段は、下部円錐状をなす複数の円筒
状容器と、該各円筒状容器内に前記異物が除去された底
泥をその接線方向に流入する底泥流入口と、前記各円筒
状容器内に気泡水をその接線方向に流入する気泡水流入
口と、前記円筒状容器内で遠心力分離作用によって分級
された所定粒径より大きい砂礫を自重により落下させて
排出する砂礫排出口と、前記円筒状容器内で遠心力分離
作用によって分級された所定粒径以下のシルトを含んだ
スラリ原液を前記円筒状容器の中心部に集めて気泡水中
の気泡と共に上部から排出するスラリ原液排出口と、下
部円錐状をなす円筒状集合容器と、該円筒状集合容器内
に前記各円筒状容器のスラリ原液排出口から排出された
スラリ原液をその接線方向に流入するスラリ原液流入口
と、前記円筒状集合容器に集められたスラリ原液を遠心
力分離作用によって上部から排出するスラリ原液供給口
とを有することを特徴とする水域浄化システム。
【請求項１４】請求項１１記載の水域浄化システムに
おいて、前記処理水生成手段は、前記スラリ原液が導入
される処理槽と、該処理槽の上下方向ほぼ中間部に前記
スラリ原液を所定速度で供給する原液供給部と、前記処
理槽の上部に設けられて前記濃縮スラリ層で清澄化して
上昇した処理水の上澄液を放出する上澄液放出部と、前
記処理槽底部に堆積した堆積スラリを外部に排出する堆
積スラリ排出部とを有することを特徴とする水域浄化シ
ステム。
【請求項１５】請求項１４記載の水域浄化システムに
おいて、前記処理槽の上流側の供給流路に設けられた貯
溜タンクと、該貯溜タンクから前記処理槽へ供給する前
記スラリ原液の供給量を調整する流量調整弁と、前記処
理槽内へ供給する前記スラリ原液の供給量が一定となる
ように前記流量調整弁を操作する制御手段とを設けたこ
とを特徴とする水域浄化システム。
【請求項１６】請求項１４記載の水域浄化システムに
おいて、前記処理槽の上流側の供給流路に設けられた貯
溜タンクと、一端部が該処理槽の下流側の排出流路に切
換弁を介して連結されて他端部が前記貯溜タンクに連結
された処理水戻し流路と、前記濃厚スラリ層の高さを検
出する濃厚スラリ層検出手段と、該濃厚スラリ層の高さ
が所定高さになるまで前記切換弁を操作して前記処理槽
から排出された処理水を前記戻し流路を介して前記貯溜
タンクに戻す制御手段とを設けたことを特徴とする水域
浄化システム。
【請求項１７】請求項１１記載の水域浄化システムに
おいて、前記スラリ原液が前記濃縮スラリ層を通過する
前に凝集剤を注入する凝集剤注入手段を設けたことを特
徴とする水域浄化システム。
【請求項１８】請求項１１記載の水域浄化システムに
おいて、前記スラリ原液が前記濃縮スラリ層を通過する
前に、該スラリ原液に含まれる有機物を分離、回収する
有機物分離回収手段を設けたことを特徴とするスラリの
処理装置。
【請求項１９】下部円錐状を有する円筒状容器内に底
泥と気泡水とをその接線方向に流入して遠心力分離作用
によって分級された所定粒径より大きい砂礫を自重によ
り落下させて下部から排出する一方、分級された所定粒
径以下のシルトを含んだスラリ原液を中心部に集めて気
泡水中の気泡と共に上部から排出する底泥分級手段と、
前記スラリ原液を該スラリ原液中の懸濁物質が浮遊ある
いは沈降する濃縮スラリ層が充填された処理槽の該濃縮
スラリ層下部より供給して通過させることで該スラリ原
液に含まれる懸濁物質をろ過して清澄化した処理水を生
成する処理水生成手段とを具えたことを特徴とする水域
浄化システム。
【請求項２０】ダムの底泥を連続して吸引する底泥吸
引手段と、吸引した該底泥を所定粒径より大きい砂礫と
所定粒径以下のシルトを含んだスラリ原液とに分級する
分級手段と、該所定粒径より大きい砂礫を前記ダム下流
の所定水域に搬送する砂礫搬送手段と、前記スラリ原液
中の懸濁物質が浮遊あるいは沈降する槽央部の濃縮スラ
リ層に前記スラリ原液を通過させることで該スラリ原液
に含まれる懸濁物質をろ過して清澄化した処理水が槽上
部に生成する一方、該懸濁物質を槽下部より排出する処
理水生成手段と、該処理水を連続して前記ダムに戻す送
水手段とを具えたことを特徴とするダム排砂システム。