JP2014117626A - Turbid water treatment method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、港湾施設、ダム、河川等の潜水作業を伴う水中工事において、原位置で濁水処理を行うための方法に関するものである。 The present invention relates to a method for performing muddy water treatment in situ in underwater construction involving diving work such as harbor facilities, dams, and rivers.
港湾施設、ダム、河川等における水中工事では、潜水士による潜水作業を行うことがある。この場合、作業水域が濁っていたり、作業によって濁りが生じたりすると、潜水士の視界が悪化して作業効率が低下し、安全性確保のために作業を中断せざるを得ないこともあった。このため、潜水士が水中作業を行う水域において濁水処理を行い、濁度を低下させて所定基準以上の透明度を確保する必要がある。 For underwater construction in harbor facilities, dams, rivers, etc., divers may perform diving work. In this case, if the working water area is cloudy or turbid due to work, the visibility of the diver deteriorates, work efficiency decreases, and work may have to be interrupted to ensure safety . For this reason, it is necessary to perform turbid water treatment in a water area where a diver performs underwater work to reduce turbidity and to ensure transparency above a predetermined standard.
従来、潜水作業を行う水域において所定基準以上の透明度を確保するための濁水処理方法が種々提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載された技術は、以下の構成を備えている。まず、湖水の底部で、湖底管の端部同士を接続するための作業水域を、筒状のカーテンで仕切る。カーテンは、上部の周面に複数のフロートを有し、下端部には錘が取り付けられているため、カーテンの上端を水面に位置させ、下端を湖底に位置させることができる。また、カーテンの下部には、湖底管を通すための切り込みが設けられている。そして、カーテンで仕切られた作業水域内に、投入口からポリ塩化アルミニウムや高分子凝集剤を適量投入して、ポンプにより作業水域内を攪拌することにより、作業水域内の水中に存在する浮遊物質を湖底に沈降させて、作業水域内の濁度を低下させることができるとしている。
Conventionally, various muddy water treatment methods have been proposed for ensuring transparency of a predetermined standard or more in a water area where diving work is performed (see, for example, Patent Document 1). The technique described in
しかし、特許文献1に記載されたような従来の濁水処理技術では、ポリ塩化アルミニウムや高分子凝集剤を直接作業水域に投入し、水中ポンプを用いて濁水を攪拌しているが、この方法では、所定基準以上の透明度を確保することが困難であった。すなわち、従来使用されてきた凝集材は、SS(浮遊物質、懸濁物質)が1,000mg/リットル以上の濁水に対しては有効に作用するが、それ以下のSSが薄い濁水に対しては効果が小さいことが知られている。
However, in the conventional turbid water treatment technique as described in
このように、潜水作業を伴う水中工事では、作業水域の濁度は低いが視界がほぼゼロに近くなる場合もあり、濁り除去のために従来使用されてきた凝集材を投入しても、実際には所定基準以上の透明度を確保することはできなかった。 In this way, in submersible work involving diving work, the turbidity of the working water area is low, but the field of view may be nearly zero, even if the aggregate material that has been used for removing turbidity is used, it is actually However, it was not possible to ensure transparency exceeding a predetermined standard.
さらに、従来使用されてきた凝集材を濁り除去のために作用させるには、濁水を十分に攪拌して濁水中に凝集材を分散させることが必要である。しかし、特許文献1に記載されたような従来の技術では、水中ポンプを用いて攪拌を行っているため、攪拌が十分なものとならず、濁水中に凝集材を分散させることができないという問題があった。
Furthermore, in order for the conventionally used agglomerated material to act for turbidity removal, it is necessary to sufficiently agitate the turbid water to disperse the agglomerated material in the muddy water. However, in the conventional technology described in
本発明は、上述した事情に鑑み提案されたもので、港湾施設、ダム、河川等の潜水作業を伴う水中工事において、良好な作業環境を確保して作業効率を向上させることが可能な濁水処理方法を提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in view of the above-described circumstances, and muddy water treatment capable of ensuring a good working environment and improving work efficiency in underwater construction involving diving work such as harbor facilities, dams, and rivers. It aims to provide a method.
本発明の濁水処理方法は、上述した課題を解決するため、以下の特徴点を備えている。すなわち、本発明の濁水処理方法は、濁水処理を行う水中に隔壁を設けて濁水処理の対象範囲を囲うことにより、当該濁水処理の対象範囲を外部の水域から隔離する工程と、濁水処理の対象範囲に空気注入管を挿入する工程と、空気注入管の先端部から、濁水処理の対象範囲に空気を注入して、上下方向の水流を発生させる工程と、濁水処理の対象範囲に凝集材を投入する工程と、空気の注入を所定時間継続する工程と、空気の注入を停止して、所定時間静置する工程とを含むことを特徴とするものである。 The muddy water treatment method of the present invention has the following features to solve the above-described problems. That is, the muddy water treatment method of the present invention includes a step of isolating the muddy water treatment target range from an external water area by providing a partition wall in the muddy water treatment water to surround the muddy water treatment target range, and a muddy water treatment target. A step of inserting an air injection tube into the range, a step of injecting air from the tip of the air injection tube into the target area of the muddy water treatment to generate a vertical water flow, and an agglomerate in the target area of the muddy water treatment And a step of continuing the air injection for a predetermined time, and a step of stopping the air injection and allowing to stand for a predetermined time.
また、上述した凝集材は、天然鉱物を主原料とした無機系粉体凝集材であることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the aggregating material described above is an inorganic powder aggregating material using natural mineral as a main raw material.
本発明の濁水処理方法によれば、濁水処理の対象範囲に空気を注入して上下方向の水流を発生させることにより、濁水に対して凝集材を均一かつ確実に分散させることができる。したがって、潜水士による潜水工事を伴う水中工事において、確実に所定基準以上の透明度とすることができ、潜水士にとって良好な作業環境を確保して作業効率を向上させることが可能となる。 According to the muddy water treatment method of the present invention, the agglomerated material can be uniformly and reliably dispersed in muddy water by injecting air into the target range of muddy water treatment to generate a vertical water flow. Therefore, in underwater work involving diving work by a diver, it is possible to ensure transparency that is equal to or higher than a predetermined standard, and it is possible to secure a good working environment for the diver and improve work efficiency.
また、凝集材として、天然鉱物を主原料とした無機系粉体凝集材を用いることにより、濁度は低いが十分な視界を確保できない濁水環境であっても、確実に所定基準以上の透明度とすることができる。さらに、天然鉱物を主原料とした無機系粉体凝集材は、水中生物に対する毒性が小さいため、環境に与える悪影響が極めて少ない。 In addition, by using an inorganic powder agglomerated material mainly composed of natural minerals as an agglomerated material, even in a muddy water environment where the turbidity is low but sufficient visibility cannot be ensured, it is ensured that the transparency exceeds a predetermined standard. can do. Furthermore, inorganic powder agglomerated materials made mainly of natural minerals have very little adverse effect on the environment because they are less toxic to aquatic organisms.
以下、図面を参照して、本発明の濁水処理方法の実施形態を説明する。図1〜図4は本発明の実施形態に係る濁水処理方法を説明するもので、図1は濁水処理方法で使用する設備の説明図、図2は濁水処理方法の手順を示すフローチャート、図3は実験結果を示す説明図、図4はSSと透明度及び透視度の関係を示すグラフである。 Hereinafter, an embodiment of a muddy water treatment method of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 4 illustrate a muddy water treatment method according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is an explanatory diagram of equipment used in the muddy water treatment method. FIG. 2 is a flowchart showing a procedure of the muddy water treatment method. Is an explanatory diagram showing experimental results, and FIG. 4 is a graph showing the relationship between SS, transparency and transparency.
<濁水処理方法の概要>
本発明の実施形態に係る濁水処理方法は、例えば、港湾施設、ダム、河川等で潜水作業を伴う水中工事において、濁水処理の対象範囲を隔壁で囲むことにより閉鎖水域を形成し、当該閉鎖水域内に凝集材を投入すると共に空気を注入して攪拌を行い、閉鎖水域内の原位置で濁水処理を行う方法である。また、凝集材は、天然鉱物を主原料とした無機系粉体凝集材を使用することが好ましい。
<Outline of muddy water treatment method>
The muddy water treatment method according to the embodiment of the present invention forms a closed water area by surrounding a target area of muddy water treatment with a partition wall, for example, in underwater construction involving diving work in a port facility, a dam, a river, and the like. In this method, agglomerated material is introduced into the inside, air is injected, and stirring is performed, and muddy water treatment is performed in situ in a closed water area. Moreover, it is preferable to use the inorganic type powder agglomerate which used the natural mineral as the main raw material.
<濁水処理方法で使用する設備>
本発明の実施形態に係る濁水処理方法では、図1に示すように、濁水処理の対象範囲を囲む隔壁(例えば、シート材)10と、空気注入管(例えば、エアーリフト管)20と、空気注入管20に圧縮空気を送気するためのエアーポンプ(例えば、エアーリフトポンプ)30とを主要な使用設備とする。隔壁10としてシート材を使用する場合には、例えば、図1に示すように、シート材の上部にフロート11を取り付け、シート材の下部に錘12を取り付ける。
<Equipment used for muddy water treatment method>
In the muddy water treatment method according to the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 1, a partition wall (for example, a sheet material) 10, an air injection pipe (for example, an air lift pipe) 20 that surrounds a target area for muddy water treatment, and air An air pump (for example, an air lift pump) 30 for supplying compressed air to the
なお、本発明の濁水処理方法で使用する設備は、上述した機器に限定されない。例えば、隔壁10は、濁水処理の対象範囲を略閉鎖できればどのような部材を使用してもよく、シート材の他に、例えば、シートパイル等を使用することができる。また、空気注入管20は、濁水処理の対象範囲内に圧縮空気を注入できれば、金属製の管材のように剛性の管であってもよいし、柔軟性を有する合成樹脂素材の管であってもよい。また、圧縮空気を送気するためのエアーポンプ30は、所定値以上の圧力で所定量の空気を送気することができれば、どのような構造のエアーポンプ30であってもよい。さらに、エアーポンプ30から空気注入管20に送気するための送気管21の途中に、送気量を調整するための開閉バルブ31を設けることができる。
In addition, the installation used with the muddy water processing method of this invention is not limited to the apparatus mentioned above. For example, any member may be used for the
<濁水処理方法の具体的な手順>
本発明の実施形態に係る濁水処理方法は、図2に示すように、以下の6つの工程からなる。第1の工程は、濁水処理を行う水中に隔壁10を設けて濁水処理の対象範囲を囲うことにより、当該濁水処理の対象範囲を外部の水域から隔離する工程である(S1)。第1の工程により、閉鎖水域を形成し、当該閉鎖水域内の原位置で濁水処理を行う。
<Specific procedure of muddy water treatment method>
The muddy water treatment method according to the embodiment of the present invention includes the following six steps as shown in FIG. The first step is a step of isolating the target area of the muddy water treatment from the external water area by providing the
第2の工程は、濁水処理の対象範囲(閉鎖水域)に空気注入管20を挿入する工程である(S2)。第2の工程において、空気注入管20の先端部を閉鎖水域の底部付近に位置させて、対象範囲内の濁水を十分に攪拌できるように、空気注入管20の挿入位置を決定する。すなわち、空気注入管20の挿入深さは、濁水処理対象となる現場の状況や水質に合わせて適宜調整する。
A 2nd process is a process of inserting the air injection pipe |
第3の工程は、エアーポンプ30を用いて、空気注入管20の先端部から、濁水処理の対象範囲(閉鎖水域)に空気を注入して、上下方向の水流を発生させる工程である(S3)。第3の工程では、濁水処理の対象範囲(閉鎖水域)内で、濁水が均一に攪拌されるように空気注入量を調整する。空気注入量は、例えば、エアーポンプ30と空気注入管20との間に設けた開閉バルブ31の開度により調整することができる。
A 3rd process is a process of inject | pouring air into the object range (closed water area) of muddy water treatment from the front-end | tip part of the
第4の工程は、濁水処理の対象範囲(閉鎖水域)に凝集材40を投入する工程である。第4の工程では、空気の注入は継続しながら、濁水中に凝集材40を投入する(S4)。本実施形態では、凝集材40として、天然鉱物を主原料とした無機系粉体凝集材を使用している。凝集材40の投入量は、処理対象となる濁水の水質により適宜調整する。例えば、凝集材40の投入量は40〜400mg/リットル程度とし、投入速度は2〜10kg/min程度とする。凝集材40の投入速度を速めると、水中で凝集材40がダマになるため、攪拌状況を観察しながら、適宜、投入速度の調整を行うべきである。なお、凝集材40の投入には、スクリュー式、ポンプ式、自然落下式等、既存の定量投入装置(図示せず)を用いることができる。
A 4th process is a process of throwing the aggregate 40 into the target range (closed water area) of muddy water treatment. In the fourth step, the agglomerate 40 is introduced into the muddy water while the air injection is continued (S4). In the present embodiment, an inorganic powder agglomerated material using a natural mineral as a main raw material is used as the aggregating
第5の工程は、空気の注入を所定時間継続する工程である(S5)。第5の工程では、フロックを形成するため、空気注入による攪拌を継続する。空気注入の継続時間は、処理対象となる濁水の水質により異なるが、例えば、1〜3時間程度とする。 The fifth step is a step of continuing air injection for a predetermined time (S5). In the fifth step, stirring by air injection is continued to form a floc. The duration of air injection varies depending on the quality of the turbid water to be treated, but is, for example, about 1 to 3 hours.
第6の工程は、空気の注入を停止して、所定時間静置する工程である(S6)。第6の工程は、形成されたフロックの沈殿を待つ工程である。静置時間は、フロックの状態等により異なるが、例えば、2〜5時間程度とする。 The sixth step is a step in which the injection of air is stopped and left for a predetermined time (S6). The sixth step is a step of waiting for the formed floc to settle. The standing time varies depending on the flock state and the like, but for example, is about 2 to 5 hours.
<実験結果>
上述した濁水処理方法を用いて、無機系粉体凝集材の添加量を300mg/リットル、投入時間を30分、攪拌時間を2時間、静置時間を7時間として実験を行った。この実験では、図3に示すように、当初0.2m程度しかなかった透明度が、濁水処理後には2〜14m程度に改善した。なお、当該実験では、濁度分析により効果を確認していたため、既知の文献データに基づいて、濁度と透明度の変換を行った。
<Experimental result>
Using the turbid water treatment method described above, the experiment was conducted with the addition amount of the inorganic powder agglomerated material being 300 mg / liter, the charging time being 30 minutes, the stirring time being 2 hours, and the standing time being 7 hours. In this experiment, as shown in FIG. 3, the transparency, which was originally about 0.2 m, improved to about 2 to 14 m after the muddy water treatment. In this experiment, since the effect was confirmed by turbidity analysis, turbidity and transparency were converted based on known literature data.
<従来の濁水処理方法との比較>
上述したように、潜水作業を伴う水中工事を実施する際に、潜水対象となる水域で濁りが発生している場合がある。濁り具合は現場状況に応じて様々であるが、図4に示すように、SSが20mg/リットル程度であっても、透明度は20〜30cm程度の場合がある。このような視界では、潜水士による作業効率が著しく低下するだけでなく、安全性確保のために作業を中止せざるを得ない場合もある。
<Comparison with conventional muddy water treatment method>
As described above, turbidity may occur in the water area to be dive when performing underwater work involving diving work. The degree of turbidity varies depending on the situation at the site, but as shown in FIG. 4, even if SS is about 20 mg / liter, the transparency may be about 20 to 30 cm. In such a field of view, not only is the work efficiency of divers significantly reduced, but there are also cases where work must be stopped to ensure safety.
従来の工事濁水処理では、ポリ塩化アルミニウムと高分子凝集剤を使用した濁水処理が行われているが、ポリ塩化アルミニウムと高分子凝集剤による機械式濁水処理方法では、SSを25mg/リットル程度にするのが限界であることが判明している。 In conventional construction turbid water treatment, turbid water treatment using polyaluminum chloride and polymer flocculant is performed, but in the mechanical turbid water treatment method using polyaluminum chloride and polymer flocculant, SS is about 25 mg / liter. It has proven to be a limit.
そこで、本願の発明者は、種々の実験を重ねた結果、無機系紛体凝集材を使用することにより、原水の濁度が15〜40NTUの低濃度濁水に対して、処理後の濁度が0.1〜1.1NTUと、ほとんど透明な処理水が得られるとの知見を得た。 Therefore, the inventors of the present application have conducted various experiments, and as a result, by using an inorganic powder aggregate, the turbidity after treatment is 0 for low concentration turbid water with turbidity of raw water of 15 to 40 NTU. 0.1 to 1.1 NTU and the knowledge that almost transparent treated water was obtained.
ところで、潜水士が濁水処理後に開鎖水域内の水底近くで作業した場合に、従来のポリ塩化アルミニウムと高分子凝集剤を使用した濁水処理であれば、底泥が巻き上がり視界不良が発生していた。これに対して、本発明の濁水処理方法により濁水処理を行った場合には、底泥に堆積している凝集物の耐久性が高いため、底泥を巻き上げても瞬く間に沈降し、視界不良が再発することはなかった。 By the way, when a diver works near the bottom of a water in an open chain after turbid water treatment, if the conventional turbid water treatment using polyaluminum chloride and a polymer flocculant, the bottom mud rolls up and poor visibility occurs. It was. On the other hand, when the muddy water treatment is performed by the muddy water treatment method of the present invention, the agglomerate accumulated in the bottom mud is highly durable, so even if the bottom mud is rolled up, it settles in an instant, The defect did not recur.
また、本発明の濁水処理方法で使用する凝集材40は、有害物質を含まない天然鉱物を主原料とした無機系粉体凝集材であるため、水中生物に対する毒性が小さく、環境に与える影響が少ない。ヒメダカを用いた魚類急性毒性試験の結果において、従来の凝集材であるポリ塩化アルミニウムでは、96時間後に半数の魚類が斃死する濃度が800mg/リットルであった。これに対して、本発明の濁水処理方法で使用する無機系紛体凝集材では、96時間後に半数の魚類が斃死する濃度が、4,500mg/リットルであった。すなわち、本発明の濁水処理方法で使用する無機系紛体凝集材は、従来の濁水処理方法で使用していたポリ塩化アルミニウムと比較して、水中生物に対する毒性(魚毒性)が大幅に小さいことが分かる。 Moreover, since the aggregate 40 used in the muddy water treatment method of the present invention is an inorganic powder aggregate made of natural minerals that do not contain harmful substances, it is less toxic to aquatic organisms and has an impact on the environment. Few. As a result of a fish acute toxicity test using Himedaka, the concentration of polyaluminum chloride, which is a conventional aggregating material, was 800 mg / liter at which half of the fish moribund after 96 hours. On the other hand, in the inorganic powder aggregate used in the muddy water treatment method of the present invention, the concentration at which half of the fish drown after 96 hours was 4,500 mg / liter. That is, the inorganic powder aggregate used in the muddy water treatment method of the present invention is significantly less toxic to fish (fish toxicity) than the polyaluminum chloride used in the conventional muddy water treatment method. I understand.
また、本発明の濁水処理方法で使用する無機系紛体凝集材は、従来のポリ塩化アルミニウム及び高分子凝集剤を使用した場合と比較して、強くて粒径の大きなフロックが形成されることが判明している。このため、フロックの沈降速度が速くなり、処理時間を短縮することができる。さらに、フロックは再溶解せず疎水化されるため、再巻き上がりによる視界不良が発生しないという利点もある。 In addition, the inorganic powder agglomerated material used in the muddy water treatment method of the present invention may form a floc that is stronger and has a larger particle size compared to the case where conventional polyaluminum chloride and a polymer flocculant are used. It turns out. For this reason, the sedimentation speed of flocs is increased and the processing time can be shortened. Further, since the floc is not re-dissolved and is hydrophobized, there is also an advantage that a visual field defect due to re-rolling does not occur.
10 隔壁
11 フロート
12 錘
20 空気注入管
21 送気管
30 エアーポンプ
31 開閉バルブ
40 凝集材(無機系粉体凝集材)
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記濁水処理の対象範囲に空気注入管を挿入する工程と、
前記空気注入管の先端部から、前記濁水処理の対象範囲に空気を注入して、上下方向の水流を発生させる工程と、
前記濁水処理の対象範囲に凝集材を投入する工程と、
前記空気の注入を所定時間継続する工程と、
前記空気の注入を停止して、所定時間静置する工程と、
を含むことを特徴とする濁水処理方法。 Isolating the target area of the muddy water treatment from the outside water area by providing a partition wall in the muddy water treatment water and surrounding the target area of the muddy water treatment;
Inserting an air injection tube into the target area of the muddy water treatment;
A step of injecting air into the target area of the muddy water treatment from the tip of the air injection pipe to generate a vertical water flow;
A step of introducing an aggregating material into the target area of the muddy water treatment;
Continuing the air injection for a predetermined time;
Stopping the air injection and allowing to stand for a predetermined time;
The muddy water treatment method characterized by including.
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