JP2017202444A - 工事濁水分離システム - Google Patents

Abstract

【課題】工事濁水に含まれる泥土を効率良く分離する工事濁水分離システムを提供する。【解決手段】工事濁水分離システム１は、上流側から工事濁水Ｗが導入され貯留されると共に工事濁水Ｗが流動して下流側から排出される沈砂池７と、沈砂池７に導入される工事濁水Ｗに凝集沈殿剤を投入する凝集沈殿剤投入部１３と、凝集沈殿剤投入部１３よりも下流側において工事濁水Ｗを整流する整流部１５と、整流部１５よりも下流側に設けられ、沈砂池７の上下流方向に略平行で鉛直方向に対して傾斜した姿勢で互いに平行に配列される複数の傾斜板４１を有し、傾斜板４１同士の間隙に工事濁水Ｗを通過させて工事濁水Ｗ中の泥土の沈降を促進する沈降促進部１７と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、工事濁水に含まれる泥土を分離する工事濁水分離システムに関するものである。

従来、このような分野の技術として、下記特許文献１に記載の汚濁水浄化装置が知られている。この浄化装置は、土木工事において発生する汚濁水を浄化する装置であって、流入部と流出部とを有する土粒子沈澱部と所要数の浄化部材とから構成されている。浄化部材は導電性を有する素材から形成されるとともに土粒子沈澱部の幅方向の長さより短いものとされており、これら浄化部材は土粒子沈澱部内で汚濁水が蛇行して流れるように配設されている。

特許２７３２３５３号公報

しかしながら、この種の工事濁水の処理においては、工事濁水に含まれる泥土を更に効率良く分離することが望まれている。本発明は、工事濁水に含まれる泥土を効率良く分離する工事濁水分離システムを提供することを目的とする。

(1)本発明の工事濁水分離システムは、
工事濁水に含まれる泥土を分離する工事濁水分離システムであって、
上流側から前記工事濁水が導入され貯留されると共に前記工事濁水が流動して下流側から排出される沈砂池と、
前記沈砂池に導入される前記工事濁水に凝集沈殿剤を投入する凝集沈殿剤投入部と、
前記凝集沈殿剤投入部よりも下流側において前記工事濁水を整流する整流部と、
前記整流部よりも下流側に設けられ、前記沈砂池の上下流方向に略平行で鉛直方向に対して傾斜した姿勢で互いに平行に配列される複数の傾斜板を有し、前記傾斜板同士の間隙に前記工事濁水を通過させて当該工事濁水中の前記泥土の沈降を促進する沈降促進部と、を備える。

この工事濁水分離システムによれば、上流側から沈砂池に導入される工事濁水に凝集沈殿剤投入部から凝集沈殿剤が投入され、その後、工事濁水は、整流部で整流され沈降促進部に導入される。工事濁水には凝集沈殿剤が投入されることで、工事濁水中の泥土が凝集し沈降性が向上する。その後、整流部により工事濁水が整流されることで、工事濁水は沈降促進部の断面を均一に通過し易くなり、傾斜板同士の間隙を通過する工事濁水から効率良く泥土が沈降する。

(2)また、前記整流部は、前記下流側に流動する前記工事濁水を下方に誘導する潜り堰であることとしてもよい。

この構成によれば、沈降促進部の上流側において、潜り堰である整流部を通過することで、工事濁水の流動が下方に誘導されることになる。よって、工事濁水の流動が水面近傍に偏ることが避けられ、工事濁水が沈降促進部の断面を均一に通過し易くなる。

(3)また、前記整流部は、
前記工事濁水の水面上に浮遊するフロート部と、
前記フロート部に垂下され前記上下流方向に交差するカーテン部と、を有し、
前記カーテン部の下端と前記沈砂池の底面との間に前記工事濁水を通過させるようにしてもよい。

この構成によれば、沈砂池内の水面高さが変動した場合であっても、整流部の上端であるフロート部が水面高さの変動に追従して上下するので、整流部が潜り堰としての機能を喪失することが回避される。

(4)前記沈降促進部は、
複数の前記傾斜板を保持する枠体と、当該枠体に保持される複数の前記傾斜板と、を含む沈降促進ユニットが、所定の方向に複数配列されて形成されているようにしてもよい。

この構成によれば、取扱い容易なサイズ及び重量の沈降促進ユニットを組み合わせて沈降促進部を形成することができるので、大断面の沈砂池においても沈降促進部の設置・撤去が容易になる。また、ユニットの配列個数を調整することにより沈降促進部のサイズが可変であるので、種々のサイズの沈砂池に対応することが可能になる。

(5)前記沈降促進部では、
前記沈降促進ユニットの配置位置が前記沈砂池の下流側に行くに従って、当該沈降促進ユニットの前記傾斜板の傾斜が小さくなるようにしてもよい。

この構成によれば、沈降促進部の上流側では、大きい傾斜の傾斜板によって比較的粗い泥土が沈降し、沈降促進部の下流側に行くに従って小さい傾斜の傾斜板によって細かい泥土が沈降する、といったように、沈降促進部で泥土が効率よく沈降する。

(6)本発明の工事濁水分離システムは、
前記沈降促進部と前記沈砂池の底面との間に間隙が形成される状態で前記沈降促進部を支持すると共に、当該間隙の大きさを調整可能である調整支持部を更に備えるようにしてもよい。

この構成によれば、沈降促進部の傾斜板で沈降した泥土が沈降促進部の下方に沈降し、当該沈降促進部と沈砂池の底面との間の間隙に溜まることになる。また上記間隙の大きさを調整する機能により、沈砂池の底面の不陸に対応させて沈降促進部の高さを調整することが可能である。

(7)本発明の工事濁水分離システムでは、
前記沈降促進部と前記沈砂池の底面との間に、前記沈降促進部から沈降した泥土が溜まる泥溜空間が形成される状態で前記沈降促進部が設置されており、
前記泥溜空間の下流側に設置され、前記泥土を回収する泥土回収フィルタを更に備えるようにしてもよい。

この構成によれば、泥溜空間に溜まった泥土が工事濁水の流動により下流側に押し流された場合にも、下流側に設置された泥土回収フィルタによって回収することができるので、沈砂池からの泥土の流出を抑制することができる。

(8)本発明の工事濁水分離システムでは、
前記沈降促進部と前記沈砂池の底面との間に、前記沈降促進部から沈降した泥土が溜まる泥溜空間が形成される状態で前記沈降促進部が設置されており、
前記泥溜空間に設置され、前記沈降促進部から沈降した前記泥土を回収する泥土回収容器を更に備えるようにしてもよい。

この構成によれば、沈降促進部から沈降した泥土が泥溜空間の泥土回収容器に収容されることになる。よって、泥溜空間から泥土回収容器を取り出すことにより、沈降促進部を解体することなく泥土を沈砂池から排出することができる。

(9) 本発明の工事濁水分離システムは、
前記沈降促進部よりも下流側に設けられ、前記工事濁水に浸漬され当該工事濁水中の前記泥土を捕捉する繊維材を有する泥土捕捉部を更に備えるようにしてもよい。

この構成によれば、沈降促進部を通過した工事濁水中の泥土を泥土捕捉部で捕捉することができる。

(10) 前記凝集沈殿剤投入部は、
ＰＡＣ、高分子凝集剤、又は自然由来の凝集沈殿剤を、前記凝集沈殿剤として前記工事濁水に投入するようにしてもよい。

(11) 本発明の工事濁水分離システムは、
前記沈降促進部よりも下流側において前記工事濁水に自然由来の凝集沈殿剤を投入する補助凝集沈殿剤投入部を更に備えるようにしてもよい。

この構成によれば、沈降促進部を通過した工事濁水中の泥土を補助沈殿剤からの沈殿剤により沈降させることができる。

(12) 本発明の工事濁水分離システムは、
前記沈降促進部と、前記沈砂池の側面との間の水路を塞ぐ阻流部を更に備えるようにしてもよい。

この構成によれば、工事濁水が沈降促進部と沈砂池の側面との間を短絡して流動することが抑制され、工事濁水を沈降促進部により確実に導入することができる。

(13)本発明の工事濁水分離方法は、
上流側から工事濁水が導入され貯留されると共に前記工事濁水が流動して下流側から排出される沈砂池で前記工事濁水に含まれる泥土を分離する工事濁水分離方法であって、
前記沈砂池に導入される前記工事濁水に凝集沈殿剤を投入する凝集沈殿剤投入工程と、
前記凝集沈殿剤が投入される位置よりも下流側に設けられた整流部が前記工事濁水を整流する整流工程と、
前記整流部よりも下流側に設けられ、前記沈砂池の上下流方向に略平行で鉛直方向に対して傾斜する複数の平行に配列された傾斜板を有する沈降促進部が、前記傾斜板同士の間隙に前記工事濁水を通過させて当該工事濁水中の前記泥土の沈降を促進する沈降促進工程と、を備えるようにしてもよい。

この工事濁水分離方法によれば、上流側から沈砂池に導入される工事濁水に凝集沈殿剤が投入され、その下流側において、工事濁水は、整流部で整流され沈降促進部に導入される。工事濁水には凝集沈殿剤が投入されることで、工事濁水中の泥土が凝集し沈降性が向上する。その後、整流部により工事濁水が整流されることで、工事濁水は沈降促進部の断面を均一に通過し易くなり、傾斜板同士の間隙を通過する工事濁水から効率良く泥土が沈降する。

(14)本発明の工事濁水分離方法では、
前記沈降促進部と前記沈砂池の底面との間に、前記沈降促進部から沈降した泥土が溜まる泥溜空間が形成される状態で前記沈降促進部が設置されており、
前記泥溜空間の下流側に予め設置された泥土回収フィルタで前記泥土を回収すると共に、前記泥土回収フィルタを前記沈砂池外に取り出して、回収された泥土を脱水乾燥し土木資源化する工程を更に備えるようにしてもよい。

この構成によれば、泥溜空間に溜まった泥土が工事濁水の流動により下流側に押し流された場合にも、下流側に設置された泥土回収フィルタによって回収することができるので、沈砂池の下流側からの泥土の流出を抑制することができる。

(15)本発明の工事濁水分離方法では、
前記沈降促進部と前記沈砂池の底面との間に、前記沈降促進部から沈降した泥土が溜まる泥溜空間が形成される状態で前記沈降促進部が設置されており、
前記泥溜空間に予め設置された泥土回収容器で前記沈降促進部から沈降した前記泥土を回収すると共に、前記泥土回収容器を前記沈砂池外に取り出して、回収された泥土を脱水乾燥し土木資源化する工程を更に備えるようにしてもよい。

この構成によれば、沈降促進部から沈降した泥土が泥溜空間に設置された泥土回収容器に収容されることになる。よって、泥溜空間から泥土回収容器を取り出すことにより、沈降促進部を解体することなく泥土を沈砂池から排出することができる。

本発明によれば、工事濁水に含まれる泥土を効率良く分離する工事濁水分離システムを提供することができる。

（ａ）は本実施形態に係る工事濁水分離システムの鉛直断面図であり、（ｂ）は、そのシステム１の平面図である。 （ａ）は、沈降促進部を示す分解斜視図であり、（ｂ）は、上流から見た沈降促進部近傍の正面図である。 （ａ）は、沈降促進ユニットを示す分解斜視図であり、（ｂ）は、上流から見た沈降促進部ユニットの正面図である。 （ａ），（ｂ）は、沈降促進部の変形例を示す鉛直断面図である。 沈降促進部の他の変形例を示す斜視図である。 （ａ），（ｂ）は、実験結果を示すグラフである。 （ａ），（ｂ）は、実験結果を示すグラフである。

以下、図面を参照しつつ本発明の一実施形態に係る工事濁水分離システム１について詳細に説明する。以下では、各図に示すように鉛直方向をＺ方向、沈砂池７における工事濁水Ｗの流動の上下流方向をＹ方向、工事濁水の上下流方向に直交する方向（沈砂池７の幅方向）をＸ方向として、各部の位置関係等の説明にＸ，Ｙ，Ｚを用いる場合がある。

図１（ａ）は、工事濁水分離システム１（以下「システム１」という）の鉛直断面図であり、図１（ｂ）は、そのシステム１の平面図である。なお、図１（ｂ）においては、工事濁水Ｗの図示が省略されている。システム１は、土木工事で発生する工事濁水Ｗを工事現場で処理するものであり、工事濁水Ｗに含まれる泥土を分離除去し濁度を放流可能な程度に低下させる。このシステム１が処理対象とする工事濁水Ｗは濁度５０〜２０００ｍｇ／Ｌ程度のものであり、システム１は、この工事濁水Ｗの濁度を１０〜５０ｍｇ／Ｌ程度まで低下させることを目的とするものである。例えば、工事濁水Ｗとしては、裸地面の造成を伴う工事中に降雨等の影響で発生する工事濁水等が例として挙げられる。

システム１は、処理に係る工事濁水Ｗが一時的に貯留される沈砂池７を備えている。またシステム１は、沈砂池７の一方の端部に接続され前池２からの工事濁水Ｗが導入される導入流路５と、沈砂池７の他方の端部に接続され沈砂池７から溢れる工事濁水を排出する排水流路９と、を備えている。導入流路５と排水流路９とは共に沈砂池７の上端部に接続されており、排水流路９が導入流路５よりも低い位置に存在する。沈砂池７の底面７ａと側面７ｂとが、例えば吹付けコンクリート等で被覆されていてもよい。システム１においては、前池２から導入流路５に導入された工事濁水Ｗが、沈砂池７に注ぎ込まれて沈砂池７内をＹ方向に移動し、排水流路９に溢れ出し排出される。すなわち、導入流路５から沈砂池７を経由し排水流路９に向けて工事濁水Ｗが流動する。このとき沈砂池７における工事濁水Ｗの平均流速は、例えば１０ｍ／ｈ程度である。

更に、システム１は、導入流路５において工事濁水Ｗに濁水処理用の凝集沈殿剤を投入する凝集沈殿剤投入部１３を備えている。凝集沈殿剤投入部１３は、凝集沈殿剤が収納されたタンクと、当該タンク内の凝集沈殿剤を導入流路５内に投入する投入装置とで構成される。凝集沈殿剤としては、例えば、無機凝集剤や、有機高分子凝集剤や、自然由来の凝集沈殿剤を用いることができる。無機凝集剤としては、例えば、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）、硫酸アルミニウムなどが例として挙げられる。自然由来の凝集沈殿剤としては、例えば、鹿島建設株式会社製の凝集沈殿剤「Ｋ−ＦＡＳＴ」（商品名）などが例として挙げられる。凝集沈殿剤「Ｋ−ＦＡＳＴ」は、水前寺海苔を原料とする凝集沈殿剤である。凝集沈殿剤投入部１３が工事濁水Ｗに対して凝集沈殿剤を投入することにより、工事濁水Ｗ中の泥土が凝集し沈降性が向上する。

また、システム１は、導入流路５の工事濁水ＷのｐＨを調整するｐＨ調整部を更に備えてもよい。ｐＨ調整部としては、例えば、導入流路５の工事濁水Ｗに炭酸ガスや希硫酸や炭酸ナトリウムを供給するものであってもよい。ｐＨ調整部の存在により、工事濁水ＷのｐＨを、凝集沈殿剤が上記の効果を発揮するために適したｐＨに調整することができる。例えば、凝集沈殿剤としてＰＡＣを採用する場合には、工事濁水ＷのｐＨを、ｐＨ５〜ｐＨ９に調整すればよく、更に好ましくは、ｐＨ７〜ｐＨ８に調整すればよい。更に、導入流路５内には、工事濁水Ｗの流動方向に見て左右の壁からＸ方向に交互に配置された邪魔板５ａが設けられている。この邪魔板５ａの存在により、工事濁水Ｗの流路が長くなり、工事濁水Ｗと凝集沈殿剤とが十分に撹拌される。なお、凝集沈殿剤が効果を発揮するためには、工事濁水Ｗの水温を１０℃以上とすることが好ましい。

上記のような導入流路５から、沈砂池７の水面近傍に工事濁水Ｗが注ぎ込まれる。従って、沈砂池７から導入された工事濁水ＷのＹ方向への流動も、水面近傍に偏る傾向にある。そこで、システム１は、沈砂池７内に設けられ工事濁水Ｗを整流する整流部１５を備えている。ここで「整流」とは、本来は沈砂池７内で水面近傍に偏る傾向にある工事濁水Ｗの流動を、沈砂池７の断面内（ＸＺ平面に平行な面内）で均一化させようとすることを言う。本実施形態では、図１に例示するように、潜り堰の機能をもつ整流部１５が採用され、整流部１５としてシルトフェンスが採用されている。整流部１５は、Ｘ方向に延在する長尺状をなし水面上に浮遊するフロート部１５ａと、当該フロート部１５ａから水面下に垂下されＹ方向（上下流方向）に直交する面内に広がる可撓性のカーテン部１５ｂと、を有する。カーテン部１５ｂは、例えば不透水性の材料でシート状に形成されている。またカーテン部１５ｂは、その下端が沈砂池７の底面７ａに達しないような上下幅に形成されているので、工事濁水Ｗは、カーテン部１５ｂの下端と沈砂池７の底面７ａとの間を通過する。なお、カーテン部１５ｂの下端の位置を安定させるために、カーテン部１５ｂの下端部に錘が設けられてもよい。

このように、整流部１５が、工事濁水Ｗを下方に誘導する潜り堰として機能するので、工事濁水Ｗの流動が水面近傍に偏ることが避けられ、工事濁水Ｗの流動が断面内で均一化し、その結果、後述する沈降促進部１７の断面を工事濁水Ｗが均一に通過し易くなる。また、整流部１５がフロート部１５ａとカーテン部１５ｂとを備えたシルトフェンスの構造を成すことにより、沈砂池７内の水面高さが変動した場合であっても、整流部１５の上端であるフロート部１５ａが水面高さの変動に自動的に追従して上下するので、整流部１５が潜り堰としての機能を喪失することが回避される。なお、フロート部１５ａは、Ｘ方向に延在する長尺状の浮体に限定されず、Ｘ方向に配列された複数の浮体を有するものであってもよい。また、整流部１５としては、潜り堰には限られず、Ｙ方向に直交する面内に広がる板状のパンチングメタルであってもよい。このようなパンチングメタルの各孔を工事濁水Ｗが通過することで、工事濁水Ｗの流動が断面内で均一化される。

更に、システム１は、整流部１５の下流側において沈砂池７内に設けられた沈降促進部１７を備えている。沈降促進部１７は、全体として直方体形状をなし、沈砂池７の底面７ａ及び側面７ｂから離間して位置している。沈降促進部１７は、その内部に工事濁水Ｗを通過させることにより、工事濁水Ｗ中に含まれる泥土の沈降を促進する。沈降促進部１７の上端は、沈砂池７の水面から僅かに上方に突出している。この構成により、工事濁水Ｗが沈降促進部１７の上方を素通りすることが回避される。

沈降促進部１７の内部には、複数の平板状の傾斜板４１が存在している。傾斜板４１は、Ｙ方向（上下流方向）に略平行で且つＺ方向（鉛直方向）に対して傾斜した姿勢で、互いに平行に配列されている。沈降促進部１７は、この傾斜板４１同士の間隙に工事濁水Ｗを通過させて工事濁水Ｗ中の泥土の沈降を促進する。沈降促進部１７の詳細な構成については後述する。工事濁水Ｗが沈降促進部１７内をＹ方向に通過することにより、当該工事濁水Ｗ中の泥土が分離除去され、沈降促進部１７の下方に沈降していく。ここで、前述の整流部１５の存在により、工事濁水Ｗが沈降促進部１７の断面に均一に流入すると共に断面内における流速も均一化されるので、沈降促進部１７の性能が最大限に発揮される。

更に、システム１は、沈降促進部１７の下流側において沈砂池７内に自然由来の凝集沈殿剤を投入する補助凝集沈殿剤投入部１９を備えている。補助凝集沈殿剤投入部１９は、凝集沈殿剤が収納されたタンクと、当該タンク内の凝集沈殿剤を沈砂池７内に投入する投入装置とで構成される。自然由来の凝集沈殿剤としては、前述の凝集沈殿剤「Ｋ−ＦＡＳＴ」（商品名）などが例として挙げられる。補助凝集沈殿剤投入部１９の存在により、沈降促進部１７で沈降しなかった泥土を更に凝集させ沈殿させることができる。また、ここでは自然由来の凝集沈殿剤が用いられるので、放流される処理済みの工事濁水Ｗに当該凝集沈殿剤が混入したとしても、環境負荷を小さく抑えることができる。

更に、システム１は、補助凝集沈殿剤投入部１９の下流側に設けられた泥土捕捉部２１を備えている。泥土捕捉部２１は複数の繊維材２１ａを有しており、複数の繊維材２１ａは、Ｘ方向に配列され、上方から吊下げられるなどして工事濁水Ｗの水面下に浸漬されている。沈降促進部１７及び補助凝集沈殿剤投入部１９により沈降しなかった泥土が繊維材２１ａに捕捉されることで工事濁水Ｗから除去される。繊維材２１ａとしては、濁水浄化用の繊維濾材（「モールコード」などと呼ばれる）を採用してもよい。なお、泥土捕捉部２１と前述の補助凝集沈殿剤投入部１９との位置関係（Ｙ方向での位置）を逆にしてもよい。

更に、システム１は、泥土捕捉部２１の下流側で排水流路９の直前に設けられた濁度計２３を備えている。濁度計２３は、排水流路９から排出される直前において工事濁水Ｗの濁度を計測する。また、排水流路９は、第１流路９ａと第２流路９ｂとに分岐しており、その分岐部には、工事濁水Ｗの排出先を選択的に第１流路９ａと第２流路９ｂとに切り替える切替部２７が設けられている。第１流路９ａに排出される工事濁水Ｗは河川等に放流され、第２流路９ｂに排出される工事濁水Ｗは前池２に返送される。

本実施形態では、濁度計２３で測定された工事濁水Ｗの濁度が所定の閾値以上である場合には、切替部２７を操作し工事濁水Ｗを第２流路９ｂ経由で前池２に返送する。また、濁度計２３で測定された工事濁水Ｗの濁度が上記閾値未満である場合には、切替部２７を操作し工事濁水Ｗを第１流路９ａ経由で放流する。この構成によれば、泥土が十分に除去されていない工事濁水Ｗが放流されてしまうことが回避される。なお、上記の処理を自動化するためにコンピュータ等の制御部２９を設けてもよい。例えば、制御部２９は、濁度計２３から受信した濁度データに基づいて工事濁水Ｗの濁度と閾値とを大小比較し、大小比較の結果に基づいて切替部２７に駆動信号を送信するようにすればよい。上記閾値は、例えば４０ｍｇ／Ｌである。

続いて、沈降促進部１７の構成について更に詳細に説明する。

図２に示されるように、沈降促進部１７は、Ｘ方向，Ｙ方向，及びＺ方向に配列された複数の沈降促進ユニット３１を備えている。１つの沈降促進ユニット３１は、例えば、１辺が１ｍ程度の略立方体形状をなしている。図２の例の場合には、Ｘ方向に４列、Ｙ方向に３列、Ｚ方向に２列の沈降促進ユニット３１が配列されており、沈降促進部１７は合計２４個の沈降促進ユニット３１で構成されている。各沈降促進ユニット３１は、例えば、単管パイプや単管パイプ用のジョイント具を組み合わせてなるフレーム（図示せず）内に組み付けられることで、互いに隙間なく密に連結されている。このような沈降促進部１７の構成によれば、取扱い容易なサイズ及び重量の沈降促進ユニット３１を組み合わせて沈降促進部１７を形成することができるので、大断面の沈砂池７においても沈降促進部１７の設置・撤去が容易になる。また、ユニットの配列個数や配列構造を調整することにより沈降促進部１７の構成が可変であるので、沈砂池７の断面サイズや断面形状、その他の設置条件に対応させた沈降促進部１７の構築が可能になる。

沈降促進部１７は、最下段の沈降促進ユニット３１の下面から下方に延びる脚部３３（調整支持部）によって支持されている。この脚部３３の下端が沈砂池７の底面７ａに接地することにより、沈降促進部１７が支持されており、沈降促進部１７と底面７ａとの間に泥溜空間３５が形成される状態となる。工事濁水Ｗが沈降促進部１７を通過することにより、沈降促進部１７から工事濁水Ｗ中の泥土が沈降し上記の泥溜空間３５に堆積する。各脚部３３の長さは適宜調整可能であり、底面７ａの不陸に応じて各脚部３３の長さを調整することで、泥溜空間３５の上下幅が調整可能であり、また、沈降促進部１７が沈砂池７の水面から僅かに上方に突出している状態に調整することができる。脚部３３は、例えば、沈降促進ユニット３１を組み付けるためのフレームを構成する単管パイプの一部であり、当該単管パイプが沈降促進部１７の下方に延び出す長さを適宜調整することで、脚部３３の長さが調整されてもよい。

また、沈降促進部１７と沈砂池７の側面７ｂとの間には、沈降促進部１７と、沈砂池７の側面７ｂとの間の水路７ｓを塞ぐ阻流部３７が設けられている。阻流部３７は、沈降促進部１７の最も上流の位置において、沈降促進部１７と側面７ｂとの間にシート状に広がっている。この阻流部３７の存在により、沈砂池７内を流動する工事濁水Ｗが短絡して水路７ｓを通過することが抑制され、沈降促進部１７を通過させることができる。更に、沈降促進部１７の側面（ＹＺ平面に平行な側面）の全体を塞ぐ側面阻流部３９が設けられている。この側面阻流部３９の存在により、沈降促進部１７内を通過する工事濁水Ｗが水路７ｓ側に漏出することが抑制される。また、図２（ａ）に示されるように、泥溜空間３５の上流側を塞ぐ下部阻流部３８が更に設けられてもよい。下部阻流部３８の存在により、泥溜空間３５に堆積した泥土が工事濁水Ｗの流動によって再度巻上げられることが抑制される。なお、図２（ｂ）においては、下部阻流部３８の図示が省略されている。阻流部３７、下部阻流部３８、及び側面阻流部３９の材料としては、汎用の不透水性のシートを使用することができる。以上の構成により、工事濁水Ｗを確実に沈降促進部１７に通過させることができる。

図３（ａ）は、１つの沈降促進ユニット３１を示す分解斜視図であり、図３（ｂ）は、沈降促進ユニット３１をＹ方向の視線で見た正面図である。沈降促進ユニット３１は、等間隔（例えば１０ｃｍ間隔）で平行に配列された複数の傾斜板４１と、これらの傾斜板４１を保持する枠体４３と、を備えている。枠体４３は、立方体の１２本の各辺に沿って延びる１２本の棒材で構成されている。枠体４３は例えば木製である。

傾斜板４１は、枠体４３の内部に形成される立方体の空間に収容され、傾斜板４１は枠体４３に対して着脱可能に支持される。例えば、傾斜板４１は木製の平板材であり、いわゆる「コンパネ」などと呼ばれる合板を傾斜板４１の材料として採用してもよい。各傾斜板４１は、Ｙ方向（上下流方向）に平行な平面内で広がり且つＺ方向（鉛直方向）に対して傾斜した姿勢で枠体４３に固定される。図３（ｂ）のように、傾斜板４１と水平面Ｈとがなす角度αを「傾斜板４１の傾斜角」とすれば、傾斜角αは、０〜８０°に設定することができる。傾斜角αは６０°程度が好ましい。このように、Ｙ方向に平行な傾斜板４１を採用することにより、流動する工事濁水Ｗから沈降促進部１７に作用する力は小さく抑えられるので、沈降促進部１７を沈砂池７に固定する構造を簡素化することができる。

枠体４３を構成する棒材には、傾斜板４１の角部を受ける板受け部（図示せず）が等間隔で形成されている。上記の板受け部は、例えば、傾斜板４１の角部が着脱可能に挿入される溝であってもよく、傾斜板４１の角部を当接させる突起であってもよい。ユーザは、枠体４３内に対応する幅の傾斜板４１を挿入し、傾斜板４１の各角部を板受け部に設置することにより、沈降促進ユニット３１を比較的容易に組み立てることができる。また、各傾斜板４１の角部をどの板受け部に設置するかを選択することにより、傾斜板４１の傾斜角αを選択的に設定することができる。また、コンパネや単管パイプといったような、工事現場で入手容易な汎用的な資材が沈降促進部１７の材料として使用されることにより、工事現場で沈降促進ユニット３１及び沈降促進部１７を構築したり、改造したりすることが容易になる。

以上のような沈降促進部１７では、各沈降促進ユニット３１の上流側の開口３１ｈ（図３参照）から工事濁水Ｗが導入され、傾斜板４１同士の間隙を流動する。このとき、工事濁水Ｗ中の泥土粒子が沈降し各傾斜板４１の上面まで到達すると、この上面を滑り落ち、沈降促進ユニット３１の下側の開口３１ｊ（図３参照）を通じて泥溜空間３５まで到達し堆積する。これにより、沈降促進部１７をＹ方向に通過する工事濁水Ｗ中の泥土が分離除去される。なお、沈砂池７の底面７ａのうち泥溜空間３５に対応する箇所には、鋼板が敷設されてもよい。この構成によれば、泥溜空間３５に堆積した泥土をバックホウで除去する際に、沈砂池７の底面７ａがバックホウのバケットで破損されることを抑制することができる。

また、図４（ａ）に示されるように、泥溜空間３５の下流側に、泥土を回収する泥土回収フィルタ４５が設置されてもよい。泥土回収フィルタ４５は、透水性を有し且つ所定の粒径の泥土を透過させずに捕捉する。泥土回収フィルタ４５は、例えばメッシュ状の材料からなり、可撓性の袋状体をなしている。そして、泥土回収フィルタ４５は、上記袋状体の開口が泥溜空間３５の下流側の断面全体を覆うように設置される。この構成によれば、泥溜空間３５に堆積した泥土が工事濁水Ｗの流動により下流側に押し流された場合にも、下流側に設置された泥土回収フィルタ４５によって回収することができるので、沈砂池７の下流側からの泥土の流出を抑制することができる。また、泥土回収フィルタ４５を沈砂池７外に取り出して、回収された泥土を脱水乾燥し土木資源化することも可能である。

また、図４（ｂ）に示されるように、泥溜空間３５には、沈降促進部１７から沈降した泥土を回収する泥土回収容器４７が設置されてもよい。泥土回収容器４７は、上面側が開口した有底の容器であり、平面視で、沈降促進部１７と同等の形状及び面積を有している。この構成によれば、沈降促進部１７から沈降した泥土が泥溜空間３５に設置された泥土回収容器４７に収容されることになる。よって、泥溜空間３５から泥土回収容器４７を取り出すことにより、沈降促進部１７を解体することなく泥土を沈砂池７から排出することができる。また、泥土回収容器４７を沈砂池７外に取り出して、回収された泥土を脱水乾燥し土木資源化することも可能である。

また、図２等の例では、沈降促進部１７を構成する沈降促進ユニット３１同士がＸＹＺ方向に隙間なく配列されているが、沈降促進ユニット３１同士の間に所定の間隔があってもよい。特に、図５に示されるように、沈降促進ユニット３１同士の間にＹ方向に所定の間隔をあけてもよい。またこの場合、沈降促進部１７においては、沈降促進ユニット３１の配置位置が沈砂池７の下流側に行くに従って、当該沈降促進ユニット３１の傾斜板４１の傾斜が小さくなるように設定されてもよい。図５に示されるように、沈降促進部１７において最も上流側に配置される沈降促進ユニット３１をユニット３１ａ、上流側から２列目に配置される沈降促進ユニット３１をユニット３１ｂ、最も下流側に配置される沈降促進ユニット３１をユニット３１ｃとすれば、ユニット３１ａの傾斜角αが最も大きく、ユニット３１ｃの傾斜角αが最も小さく設定されている。例えば、ユニット３１ａの傾斜角αは６０°、ユニット３１ｂの傾斜角αは５０°、ユニット３１ｃの傾斜角αは４５°といったように設定される。この構成によれば、沈降促進部の上流では、大きい傾斜の傾斜板によって比較的粗い泥土が沈降し、沈降促進部の下流側に行くに従って小さい傾斜の傾斜板によって細かい泥土が沈降する、といったように、沈降促進部１７で泥土が効率よく沈降する。

なお、上記のように下流側に行くに従って沈降促進ユニット３１の傾斜板４１の傾斜が小さくなるという構成を採用する場合には、図５に示されるように、沈降促進ユニット３１同士の間にＹ方向に所定の間隔をあけることが好ましい。すなわち、傾斜角が異なる傾斜板４１をＹ方向に近接させる場合、工事濁水Ｗの流動方向で傾斜板４１の傾斜角が急に切替わる箇所が存在する。そして、傾斜角が急に切替わることで工事濁水Ｗの流動が乱され、泥土の沈降を阻害する可能性がある。これに対し、沈降促進ユニット３１同士の間にＹ方向に所定の間隔をあけることで、上記のような泥土の沈降の阻害が避けられる。この場合、沈降促進ユニット３１同士のＹ方向の間隔は、例えば、沈降促進ユニット３１のＹ方向の長さと同じ程度としてもよい。

以上のような工事濁水分離システム１を用いた工事濁水分離方法は、沈砂池７に導入される工事濁水Ｗに対して凝集沈殿剤投入部１３から凝集沈殿剤を投入する凝集沈殿剤投入工程と、凝集沈殿剤が投入される位置よりも下流側に設けられた整流部１５が工事濁水Ｗを整流する整流工程と、整流部１５よりも下流側に設けられた沈降促進部１７が工事濁水Ｗ中の泥土の沈降を促進する沈降促進工程と、を備える。また、前述の泥土回収フィルタ４５（図４（ａ）参照）を採用する場合には、予め設置された泥土回収フィルタ４５で泥土を回収すると共に、泥土回収フィルタ４５を沈砂池７外に取り出して、回収された泥土を脱水乾燥し土木資源化する工程を更に備えてもよい。また、前述の泥土回収容器４７（図４（ｂ）参照）を採用する場合には、泥溜空間３５に予め設置された泥土回収容器４７で沈降促進部１７から沈降した泥土を回収すると共に、泥土回収容器４７を沈砂池７外に取り出して、回収された泥土を脱水乾燥し土木資源化する工程を更に備えてもよい。

以上説明した工事濁水分離システム１及び工事濁水分離方法によれば、上流側から沈砂池７に導入される工事濁水Ｗに凝集沈殿剤投入部１３から凝集沈殿剤が投入され、その下流側において、工事濁水Ｗは、整流部１５で整流され沈降促進部１７に導入される。工事濁水Ｗには凝集沈殿剤が投入されることで、工事濁水中の泥土が凝集し沈降性が向上する。その後、整流部１５により工事濁水Ｗが整流されることで、工事濁水Ｗは沈降促進部１７の断面を均一に通過し易くなり、傾斜板４１同士の間隙を通過する工事濁水Ｗから効率良く泥土が沈降する。また、阻流部３７、下部阻流部３８、及び側面阻流部３９により、工事濁水Ｗが確実に沈降促進部１７を通過するようにすることができる。更に下流側では、沈降促進部１７で沈降しなかった泥土は、補助凝集沈殿剤投入部１９からの凝集沈殿剤によって沈降し、また、繊維材２１ａに捕捉されることで工事濁水Ｗから除去される。更に下流側では、濁度計２３により工事濁水Ｗの濁度が計測され、所定の濁度基準を満たしていない場合に、工事濁水Ｗが前池２に返送される。

以上のように工事濁水分離システム１及び工事濁水分離方法によれば、凝集沈殿剤の投入により泥土の沈降性を高めるといった化学的な処理と、傾斜板４１の間を通過させるといった物理的な処理とを併せて、効率良く工事濁水Ｗの処理を行うことが可能になる。

続いて、本発明者らが行った実験について説明する。

〔実験１〕
平面視矩形の同じサイズ・形状の２つの試験用沈砂池（区別する場合には「第１沈砂池」及び「第２沈砂池」と呼ぶ）を準備した。試験用沈砂池の底面及び側面を不透水性のシートで被覆した。試験用沈砂池のサイズは次の通りである。
長さ（Ｙ方向の長さ）：８ｍ
幅（Ｘ方向の長さ）：２.５ｍ
水の深さ：１.５ｍ
容積：２０ｍ^３

第１沈砂池には、前述した整流部１５、沈降促進部１７、阻流部３７、下部阻流部３８、及び側面阻流部３９を設置した。整流部１５は潜り堰の構成を有するものとし、この整流部１５を第１沈砂池の上流端から２．５ｍの位置に配置した。整流部１５の下端と第１沈砂池の底面との隙間の上下幅を０．５ｍとした。

沈降促進部１７の上流端の位置を第１沈砂池の上流端から３ｍの位置とし、沈降促進部１７の下端と第１沈砂池の底面との隙間（泥溜空間）の上下幅を０．３ｍとした。沈降促進部１７は、沈降促進ユニット３１をＹ方向に２個配列して構築した。１つの沈降促進ユニット３１の寸法は１ｍ×１ｍ×１ｍである。上流側の沈降促進ユニット３１には、１０ｃｍの間隔で傾斜角６０°の傾斜板４１を１５枚設置した。傾斜板４１の材料には、厚さ１２ｍｍのコンパネを使用した。

一方、第２沈砂池には、整流部１５、沈降促進部１７、阻流部３７、下部阻流部３８、及び側面阻流部３９を設置していない。

準備した工事濁水の原水に対して１ｍ^３当たり１．５ｋｇのＰＡＣを投入し攪拌した後、ｐＨを７に調整した上で、第１沈砂池及び第２沈砂池のそれぞれの上流端から６ｍ^３／ｈの流量で流入させた。第１及び第２沈砂池の上流端及び下流端の水面近傍に濁度計を設置し、それぞれ工事濁水中の泥土の粒度分布を測定した。また、ＰＡＣ投入前の原水についても粒度分布を測定した。原水の粒度分布、第１沈砂池の上流端の粒度分布、及び第１沈砂池の下流端の粒度分布の測定結果を図６（ａ）に示す。同様に、原水の粒度分布、第２沈砂池の上流端の粒度分布、及び第２沈砂池の下流端の粒度分布の測定結果を図６（ｂ）に示す。

図６（ａ）と図６（ｂ）において、各試験用沈砂池の上流端では、ＰＡＣの作用によって泥土の粒度分布が原水に比較して大粒径側に偏っていることが判る。また、図６（ａ）と図６（ｂ）との比較により、第１沈砂池では、第２沈砂池に比較して、６．３５〜２０．０μｍの粒子がより除去されていることが判る。よって、第１沈砂池で採用した整流部１５及び沈降促進部１７による泥土の分離除去効果が確認された。

〔実験２〕
第１沈砂池及び第２沈砂池のそれぞれの上流端からＰＡＣ投入後の原水を流入させる際に、流量を１５ｍ^３／ｈとした。それ以外の条件については、実験１と同じである。原水の粒度分布、第１沈砂池の上流端の粒度分布、及び第１沈砂池の下流端の粒度分布の測定結果を図７（ａ）に示す。同様に、原水の粒度分布、第２沈砂池の上流端の粒度分布、及び第２沈砂池の下流端の粒度分布の測定結果を図７（ｂ）に示す。図７（ａ）と図７（ｂ）との比較により、第１沈砂池では、第２沈砂池に比較して、０．６〜６３．２μｍの粒子がより除去されていることが判る。よって、第１沈砂池で採用した整流部１５及び沈降促進部１７による泥土の分離除去効果が確認された。

また、図６（ｂ）と図７（ｂ）とを比較すると、ＰＡＣ投入のみを行う第２沈砂池においては、特に流入流量が１５ｍ^３／ｈと大きくなったときに泥土の除去率が悪化することが判る。これに対し、図６（ａ）と図７（ａ）とを比較すると、ＰＡＣ投入後に整流部１５及び沈降促進部１７を通過させる第１沈砂池においては、流入流量が１５ｍ^３／ｈと大きくなった場合にも、泥土が確実に除去されることが判った。

本発明は、上述した実施形態を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した様々な形態で実施することができる。また、上述した実施形態に記載されている技術的事項を利用して、実施例の変形例を構成することも可能である。各実施形態の構成を適宜組み合わせて使用してもよい。例えば、実施形態では、沈砂池７の底面７ａは水平であるが、底面７ａは、上流側が低く下流側が高くなるような下り坂であってもよい。この構成によれば、底面７ａに沈降した泥土が沈砂池７の底面７ａの上流側に集められる。また、傾斜板４１を帯電させて、工事濁水Ｗ中の泥土を誘引し易くするようにしてもよい。

また、実施形態では、制御部２９が濁度計２３の測定値に基づいて切替部２７を制御しているが、制御部２９が、濁度計２３の測定値に基づいて他の部分の操作を行うようにしてもよい。例えば、制御部２９は、濁度計２３の測定値が示す濁度が大きい場合には、凝集沈殿剤投入部１３又は補助凝集沈殿剤投入部１９からの凝集沈殿剤の投入量を増加させるといった操作や、整流部１５の操作等を行ってもよい。

沈降促進部１７を底面７ａから離間させて支持する構造としては、脚部３３には限定されない。例えば、沈降促進部１７の上方及び下方にガイドロープを架設し、当該ガイドロープに対して沈降促進部１７をロープで接続し固定してもよい。このとき、沈降促進部１７の上端部にフロートを設けることで、工事濁水Ｗの水面の変動に追従して沈降促進部１７が上下に移動するようにしてもよい。これにより、沈降促進部１７の上端が水面から僅かに上方に突出した状態が自動的に維持される。またこのとき、沈降促進部１７の下端部に錘を設けて沈降促進部１７の姿勢の安定化を図ってもよい。またこのとき、下部阻流部３８を折畳み可能又は展張可能なシートとして、泥溜空間３５の上流側が下部阻流部３８で塞がれた状態を維持するようにしてもよい。また、泥溜空間３５に排泥管を挿入し、体積した泥土をポンプ等で沈砂池７外に排出してもよい。

また、工事濁水Ｗが沈降促進部１７の上方を素通りすることを回避する構成としては、沈降促進部１７の天板に上下に伸縮可能なシート（例えば、蛇腹状のシート）を設け、当該シートの上端にフロートを設けてもよい。この構成によれば、フロートが工事濁水Ｗの水面の変動に追従して上下することにより、沈降促進部１７と水面との間がシートで塞がれた状態が維持される。また、実施形態では、沈降促進部１７を構成する沈降促進ユニット３１が、ＸＹＺの３方向に３次元的に配列されているが、沈降促進ユニット３１は、ＸＹ方向、ＹＺ方向、ＸＺ方向など２次元的に配列されてもよい。また、沈降促進ユニット３１は、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向など１次元的に配列されてもよい。また、沈降促進部１７を直方体形状にすることも必須ではなく、沈砂池７の断面サイズや断面形状、その他の設置条件に応じて他の形状にしてもよい。また、実施形態では、沈降促進部１７を構成する沈降促進ユニット３１同士が隙間なく配列されているが、前述したとおり、沈降促進ユニット３１同士の間に所定の間隔があってもよい。

１…工事濁水分離システム、７…沈砂池、７ａ…底面、７ｂ…側面、１３…凝集沈殿剤投入部、１５…整流部、１５ａ…フロート部、１５ｂ…カーテン部、１７…沈降促進部、４１…傾斜板、４３…枠体、Ｗ…工事濁水。

Claims (5)

1. 工事濁水に含まれる泥土を分離する工事濁水分離システムであって、
   上流側から前記工事濁水が導入され貯留されると共に前記工事濁水が流動して下流側から排出される沈砂池と、
   前記沈砂池に導入される前記工事濁水に凝集沈殿剤を投入する凝集沈殿剤投入部と、
   前記凝集沈殿剤投入部よりも下流側において前記工事濁水を整流する整流部と、
   前記整流部よりも下流側に設けられ、前記沈砂池の上下流方向に略平行で鉛直方向に対して傾斜した姿勢で互いに平行に配列される複数の傾斜板を有し、前記傾斜板同士の間隙に前記工事濁水を通過させて当該工事濁水中の前記泥土の沈降を促進する沈降促進部と、を備える工事濁水分離システム。
2. 前記整流部は、前記下流側に流動する前記工事濁水を下方に誘導する潜り堰である、請求項１に記載の工事濁水分離システム。
3. 前記整流部は、
   前記工事濁水の水面上に浮遊するフロート部と、
   前記フロート部に垂下され前記上下流方向に交差するカーテン部と、を有し、
   前記カーテン部の下端と前記沈砂池の底面との間に前記工事濁水を通過させる、請求項２に記載の工事濁水分離システム。
4. 前記沈降促進部は、
   複数の前記傾斜板を保持する枠体と、当該枠体に保持される複数の前記傾斜板と、を含む沈降促進ユニットが、所定の方向に複数配列されて形成されている、請求項１〜３の何れか１項に記載の工事濁水分離システム。
5. 前記沈降促進部では、
   前記沈降促進ユニットの配置位置が前記沈砂池の下流側に行くに従って、当該沈降促進ユニットの前記傾斜板の傾斜が小さくなる、請求項４に記載の工事濁水分離システム。

Images