JP2001029995A - ダム堆砂処理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ダムの堆砂に含まれる有機物を処理して、河
川を汚染することなく堆砂を河川に戻す。 【解決手段】 ダム１の湖底から浚渫された堆砂をスラ
リー化してダムから処理場まで輸送する輸送手段３と、
上記堆砂スラリーを堆砂と有機物を含んだスラリー液と
に分別する粒度分別手段４と、上記有機物を含んだスラ
リー液を有機物とスラリー液とに分離する有機物分離手
段５と、上記堆砂を河川増水時にその流れによって放流
するために堆積させておく堆砂置場６とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ダムの湖底から浚
渫された堆砂を有機物を処理して河川に戻すダム堆砂処
理システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ダムには、毎年大量の堆砂が流入堆積す
るため、貯水容積が減少し、水資源の確保が困難になり
つつある。また、環境保全のため新たなダムの建設は困
難である。そのため、ダムの湖底から堆砂を浚渫して、
有効貯水量を確保するようになっている。

【０００３】従来、ダムの湖底から浚渫された堆砂は、
薬液を混ぜて固化して、産業廃棄物として処理するよう
になっていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで近年は、河川
の河口付近での浸食や、下流河床がゴツゴツするアーマ
リングコート現象による生態系への悪影響が問題となっ
ている。これは、河川の上流から流れてきた土砂をダム
で塞止めて、その土砂を河川に戻さずに廃棄処理するた
めに起こる土砂欠乏が、浸食やアーマリングコート現象
の一つの原因と考えられている。

【０００５】また、堆砂には、上流から流れ込んだ草木
等による有機物が含まれているため、悪臭等の嫌気性を
発生していた。

【０００６】そこで、本発明は、上記問題を解決するた
めに案出されたものであり、その目的は、ダムの堆砂に
含まれる有機物を処理して、河川を汚染することなく堆
砂を河川に戻すことができるダム堆砂処理システムを提
供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決すべく、
本発明は、ダムの湖底から浚渫された堆砂をスラリー化
してダムから処理場まで輸送する輸送手段と、上記堆砂
スラリーを堆砂と有機物を含んだスラリー液とに分別す
る粒度分別手段と、上記有機物を含んだスラリー液を有
機物とスラリー液とに分離する有機物分離手段と、上記
堆砂を河川増水時にその流れによって放流するために堆
積させておく堆砂置場とを備えたものである。

【０００８】上記構成によれば、粒度分別手段と有機物
分離手段とによって、堆砂の有機物を分離すると共に分
解することができるので、嫌気性は発生せず、また、河
川を汚染することなく堆砂を河川に戻すことができる。

【０００９】そして、上記輸送手段が、スラリー化され
た堆砂を輸送するための堆砂スラリー流路と、上記有機
物分離手段にて有機物が分離されたスラリー液を浚渫さ
れた堆砂に戻すためのスラリー液戻り流路と、これら各
流路に設けられた輸送ポンプとからなるものが好まし
い。

【００１０】また、上記粒度分別手段が、上記堆積スラ
リーを粒径の大きい堆砂と有機物を含むスラリー液を含
んだ粒径の小さい堆砂スラリーとに分離する回転スクリ
ーンと、上記スラリー液を含んだ粒径の小さい堆砂スラ
リーを堆砂とスラリー液とに分離する振動スクリーンと
からなるものが好ましい。

【００１１】さらに、上記有機物分離手段が、有機物を
分離すべく上記スラリー液を撹拌しながらエアレーショ
ンするための撹拌槽と、分離された有機物を分解すべく
上記撹拌槽の表面に形成されたスカムを溜めてエアレー
ションするための曝気槽とを有するものが好ましい。

【００１２】また、上記堆砂置場に、スラリー液をろ過
してそのろ過水を河川に放流するためのろ過床が形成さ
れたものが好ましい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に従って説明する。

【００１４】図１は、本発明に係るダム堆砂処理システ
ムの第一の実施の形態を示した構成図である。

【００１５】まず、本発明に係るダム堆砂処理システム
の構成について説明する。

【００１６】上記ダム堆砂処理システムは、ダムの下流
の河原等に設置されている。図示するように、ダム堆砂
処理システムには、ダム１の湖底から浚渫船２等で浚渫
された堆砂をスラリー化してダム１から処理場まで輸送
する輸送手段３と、上記堆砂スラリーを粒度の粗い堆砂
と有機物を含んだスラリー液とに分別する粒度分別手段
４と、上記有機物を含んだスラリー液を有機物とスラリ
ー液とに分離する有機物分離手段５と、上記堆砂を河川
増水時にその流れによって放流するために堆積させてお
く堆砂置場６とが設けられている。

【００１７】浚渫船２は、アームの先端に設けられたグ
ラブを湖底まで降下させ、堆砂を掴んで高含泥率浚渫す
るようになっており、流木や沈木を排除するためのスク
リーン等の選別装置（図示せず）を有している。

【００１８】輸送手段３は、スラリー化された堆砂を輸
送するための堆砂スラリー流路７と、上記有機物分離手
段５にて有機物が分離されたスラリー液を浚渫された堆
砂に戻すためのスラリー液戻り流路８と、これら各流路
７，８に設けられた輸送ポンプ９とから構成されてい
る。

【００１９】堆砂スラリー流路７及びスラリー液戻り流
路８は、パイプラインからなりそれぞれ浚渫船２に接続
されている。また輸送ポンプ９は、その輸送能力と輸送
距離とによってその台数が決定されている。

【００２０】粒度分別手段４は、堆積スラリーを粒径の
大きい堆砂と有機物を含むスラリー液を含んだ粒径の小
さい堆砂スラリーとに分離する回転スクリーン１１と、
そのスラリー液を含んだ粒径の小さい堆砂スラリーを堆
砂とスラリー液とに分離する振動スクリーン１２とから
構成されている。

【００２１】回転スクリーン１１は、ドラム状に形成さ
れた胴部１４と網部１５とからなり、回転自在に設けら
れている。網部１５の目の大きさは、略５ｍｍに形成さ
れている。胴部１４の一端には堆砂スラリーを回転スク
リーン１１内に投入するための投入口１６が形成され、
また、他端には堆砂スラリーを外部に流出させるための
流出口１７が形成されている。なお、網部１５の網の替
わりにパンチ目の板材を用いてもよい。

【００２２】粒径が５ｍｍ以上の堆砂は回転スクリーン
１１の流出口１７を通過して、スラリー液を含んだ粒径
が５ｍｍ以下の堆砂スラリーは網部１５を通過する。

【００２３】すなわち、堆砂スラリー流路７を介して、
回転する回転スクリーン１１内に投入された堆砂スラリ
ーは、粒径が５ｍｍ以上の堆砂と、有機物を含むスラリ
ー液を含んだ粒径が５ｍｍ以下の堆砂スラリーとに分離
されるようになっている。

【００２４】振動スクリーン１２は、泥槽１８と、その
内部に傾斜して設けられたスクリーン板１９とからな
り、スクリーン板１９上に上記堆砂スラリーを載せて振
動させることによって、スラリー液を含んだ粒径が５ｍ
ｍ以下の堆砂スラリーを、堆砂とスラリー液とに分離す
るようになっている。

【００２５】スクリーン板１９の目の大きさは、略０．
５ｍｍに形成されており、粒径が０．５〜５ｍｍの堆砂
は、スクリーン板１９上を移動して後述するベルトコン
ベア２１上に送り出される。一方、スラリー液は、スク
リーン板１９を通過して泥槽１８内に落下して、有機物
分離手段５に送られる。

【００２６】有機物分離手段５には、有機物を分離すべ
く上記スラリー液を撹拌しながらエアレーションするた
めの撹拌槽２２と、分離された有機物を分解すべく上記
撹拌槽２２の表面に形成されたスカムを溜めてエアレー
ションするための曝気槽２３とが設けられている。

【００２７】撹拌槽２２内には、撹拌ファン２４と、コ
ンプレッサ２５に接続された吹出し管２６とが設けられ
ている。吹出し管２６には複数の微小な吹出し口が形成
されており、そこから吹き出された微細気泡に有機物が
付着して、浮上して、スラリー液表面に形成されたスカ
ム内に取り込まれる。

【００２８】曝気槽２３内には、撹拌槽２２と同様に、
コンプレッサ２５に接続された吹出し管２７がその底部
に設けられている。曝気槽２３内に送られたスカムをエ
アレーションすることによって、有機物が吹出し管２７
からの空気にて酸化され、スカムは炭酸ガスと水とに分
解される。

【００２９】曝気槽２３の下流側には、有機物が分解さ
れた後の水を溜める調整槽３３が設けられている。この
調整槽３３で、上記水は所定時間溜められその上澄水
は、回転スクリーン１１の洗浄水として利用される。

【００３０】なお、有機物の含有量が少ないダムの場合
には、上述の撹拌槽２２及び曝気槽２３を省略して、ス
ラリー液を直接、後述する遠心分離機２８に送るもので
あってもよい。

【００３１】撹拌槽２２で有機物が分離されたスラリー
液の下流側には、そのスラリー液を浚渫船２の堆砂まで
戻すためのスラリー液戻り流路８と、堆砂スラリーを脱
水するための遠心分離機２８とが設けられている。

【００３２】なお、図中２９は、スラリー液をスラリー
液戻り流路８に送るためのポンプを示す。

【００３３】遠心分離機２８は、筒状の回転体を有して
おり、スラリー液を回転させてその遠心力によって、水
分を分離させるようになっている。遠心分離機２８は、
二機設けられており、撹拌槽２２から送られたスラリー
液は、まず、第一の遠心分離機２８で含泥率が略２５％
の脱水シルトとスラリー廃液とに分離される。そして、
このスラリー廃液は、ポンプ３９を介して第二の遠心分
離機２８でに送られ、そこで含泥率が略２５％の脱水シ
ルトとスラリー廃液とにさらに分離される。

【００３４】一方、ダムの下流側の河川敷には、上記脱
水シルトと、回転スクリーン１１及び振動スクリーン１
２とによって分離された堆砂を堆積させておく堆砂置場
６が設けられている。粒度分別手段４とこの堆砂置場６
との間には堆砂を運搬するためのベルトコンベア２１が
設けられている。堆砂置場６に搬送された堆砂はブルド
ーザ３１によって馴らされ、河川増水時にその流れによ
って放流される。

【００３５】堆砂置場６は、その床部に堆砂及びスラリ
ー液を脱水した脱水シルトをろ過してそのろ過水を河川
に放流するためのろ過床３２が形成されている。ろ過床
３２は、予め０．５ｍｍ以上の堆砂をブルドーザ３１で
馴らして形成されている。

【００３６】このろ過床３２によって、河川増水時以外
の通常時は、ろ過水はポンプ３３によって河川に放流さ
れている。

【００３７】次に、上記構成に係るダム堆砂処理システ
ムの作用について説明する。

【００３８】ダムの湖底より浚渫船２によって浚渫され
た堆砂は、流木や沈木を除かれた後、撹拌槽２２から送
られたスラリー液やダム湖からの清水等と混ぜられ適度
な含水率の堆砂スラリーとなる。これは、輸送可能な流
動性を有するための最少限の水量である。そのため、後
続の処理システムでの処理水量を少なくでき、システム
の低コスト化が図れる。

【００３９】堆砂スラリーは回転スクリーン１１に投入
され、そこで、粒径の大きい堆砂と、有機物を含むスラ
リー液を含んだ粒径の小さい堆砂スラリーとに分離され
る。

【００４０】このとき、堆砂を堆砂スラリーとしたこと
によって、その粘度が小さくなり、回転スクリーン１１
内での、分離効果を向上できる。また、回転スクリーン
１１に調整槽からの洗浄水が供給されるので、土砂の網
目への詰まりを防止でき、分離効果をさらに向上でき
る。

【００４１】その後、有機物を含むスラリー液を含んだ
粒径の小さい堆砂スラリーは、ポンプ１０を介して振動
スクリーン１２上に搬送され、ここで、堆砂とスラリー
液とに分離される。このとき、ほとんどの有機物はスラ
リー液に含まれており、上記粒径の大きな（５ｍｍ以
上）堆砂と粒径の小さな（０．５〜５ｍｍ）堆砂とは、
有機物が除去された堆砂となる。

【００４２】この有機物が除去された堆砂は、ベルトコ
ンベア２１を介して堆砂置場６に搬送される。堆砂置場
６は、河川敷に設けられているため、河川増水時に河川
の流れによって、自然に放流されることとなる。

【００４３】この堆砂に若干の有機物が残留していたと
しても、河川増水時には、上流から若干の有機物は流れ
てくるため、堆積土砂を流したことによる河川の生態系
への影響はない。

【００４４】一方、スラリー液は、ポンプ２０を介して
撹拌槽２２に搬送された後に、撹拌されつつエアレーシ
ョンされる。これによって、細かい堆砂の沈殿を防止し
つつ、スラリー液内で撹拌された有機物が、吹出し管２
６から吹き出された微細気泡に付着して、浮上して分離
されて、スラリー液の表面のスカム内に取り込まれる。

【００４５】そして、分離された有機物はスカムごと曝
気槽２３に送られて、エアレーションされる。ここで有
機物は、吹出し管２７からの空気にて酸化されて無害な
炭酸ガスへと分解される。

【００４６】撹拌槽２２で有機物が分離されたスラリー
液は、ポンプ２９を介してスラリー液戻り流路８を通過
して浚渫船２に戻されるか、或いはポンプ３０を介して
遠心分離機２８に送られる。

【００４７】遠心分離機２８に送られたスラリー液は、
脱水シルトとスラリー廃液とに分離される。脱水シルト
は堆砂置場６に散布され、ろ過床３２でろ過されて、ろ
過水はポンプ３６を介して河川に放流される。ろ過され
たシルトは、堆砂スラリーと共に河川増水時に河川に放
流される。スラリー廃液は、調整槽３３に送られ、ポン
プ３７を介して河川に流されるか、或いはポンプ３８を
介して回転スクリーン１１に送られ洗浄水として利用さ
れる。

【００４８】上述のように、上記ダム堆砂処理システム
によれば、粒度分別手段４と有機物分離手段５とによっ
て、堆砂の有機物を分離すると共に分解することができ
るので、悪臭等を防止でき嫌気性は発生しない。また、
河川を汚染することなく堆砂を河川に戻すことができ
る。

【００４９】図２は、本発明に係るダム堆砂処理システ
ムの第二の実施の形態を示した構成図である。

【００５０】この第二の実施の形態のダム堆砂処理シス
テムは、輸送手段３として、ダンプ３４を利用したもの
である。なお、その他の構造は第一の実施の形態と同様
であるので、図１と同じ符号を付して説明を省略する。

【００５１】ダムの湖岸には、ダンプ積込みステーショ
ン３５が設けられており、高含泥率スラリー輸送が行わ
れる。ダンプ３４はその荷台が水密構造となるように形
成されている。

【００５２】この場合、スラリー液を浚渫船２に戻すス
ラリー液戻り流路８はないが、浚渫された堆砂は、ダム
湖からの清水と混ぜられ適度な含水率の堆砂スラリーと
される。

【００５３】このダム堆砂処理システムは、ダムと処理
場との距離が長い等の地形的制約があって、パイプライ
ンの設置が困難である場合に採用される。

【００５４】なお、上記実施の形態においては、浚渫船
にて堆砂をグラブ浚渫するようにしているが、ポンプで
堆砂を吸い上げるポンプ浚渫であってもよい。但し、高
含泥率浚渫ができるため、その輸送が容易である点で浚
渫船によるグラブ浚渫の方が優れている。

【００５５】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、粒度分別
手段と有機物分離手段とによって、堆砂の有機物を分離
すると共に分解することができるので、嫌気性は発生せ
ず、また、河川を汚染することなく堆砂を河川に戻すこ
とができるという優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るダム堆砂処理システムの第一の実
施の形態を示した構成図である。

【図２】本発明に係るダム堆砂処理システムの第二の実
施の形態を示した構成図である。

【符号の説明】 １ ダム ３ 輸送手段 ４ 粒度分別手段 ５ 有機物分離手段 ６ 堆砂置場 ７ 堆砂スラリー流路 ８ スラリー液戻り流路 ９ 輸送ポンプ １１ 回転スクリーン １２ 振動スクリーン ２２ 撹拌槽 ２３ 曝気槽 ３２ ろ過床

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松尾 研吾 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社東京エンジニアリング センター内 Ｆターム(参考） 4D059 AA09 BE38 BK14 CA22 CB01 CB27 4D071 AA05 AA06 AB04 AB13 AB23 AB24 AB25 CA01 CA03 CA05 DA03

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ダムの湖底から浚渫された堆砂をスラリ
   ー化してダムから処理場まで輸送する輸送手段と、上記
   堆砂スラリーを堆砂と有機物を含んだスラリー液とに分
   別する粒度分別手段と、上記有機物を含んだスラリー液
   を有機物とスラリー液とに分離する有機物分離手段と、
   上記堆砂を河川増水時にその流れによって放流するため
   に堆積させておく堆砂置場とを備えたことを特徴とする
   ダム堆砂処理システム。
2. 【請求項２】 上記輸送手段が、スラリー化された堆砂
   を輸送するための堆砂スラリー流路と、上記有機物分離
   手段にて有機物が分離されたスラリー液を浚渫された堆
   砂に戻すためのスラリー液戻り流路と、これら各流路に
   設けられた輸送ポンプとからなる請求項１記載のダム堆
   砂処理システム。
3. 【請求項３】 上記粒度分別手段が、上記堆積スラリー
   を粒径の大きい堆砂と有機物を含むスラリー液を含んだ
   粒径の小さい堆砂スラリーとに分離する回転スクリーン
   と、上記スラリー液を含んだ粒径の小さい堆砂スラリー
   を堆砂とスラリー液とに分離する振動スクリーンとから
   なる請求項１または２いずれかに記載のダム堆砂処理シ
   ステム。
4. 【請求項４】 上記有機物分離手段が、有機物を分離す
   べく上記スラリー液を撹拌しながらエアレーションする
   ための撹拌槽と、分離された有機物を分解すべく上記撹
   拌槽の表面に形成されたスカムを溜めてエアレーション
   するための曝気槽とを有する請求項１から３いずれかに
   記載のダム堆砂処理システム。
5. 【請求項５】 上記堆砂置場に、スラリー液をろ過して
   そのろ過水を河川に放流するためのろ過床が形成された
   請求項１から４いずれかに記載のダム堆砂処理システ
   ム。