JP2021016818A - 循環型ミストジェットシステム - Google Patents

Abstract

【課題】広範囲の処理対象面に対して効率よく表面処理を行うとともに、使用水量の低減化を可能とした循環型ミストジェットシステムを提案する。【解決手段】処理対象面に対して高圧水ＷＨを噴射する噴射装置２と、高圧水ＷＨの噴射により発生した排水Ｗ０を回収する排水回収装置３と、回収された排水Ｗ０を浄化して噴射装置２に供給する排水処理装置４とを備える循環型ミストジェットシステム１である。噴射装置２、排水回収装置３および排水処理装置４は、それぞれ自走手段を備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、循環型ミストジェットシステムに関する。

構造物の表面処理方法として、ミストジェット（必要最低限の水量を使用したウォータージェット）を構造物の表面に吹き付ける方法が知られている。例えば、鋼製の補強材により表面が被われた壁高欄では、補強材の表面に生じた錆をミストジェットにより除去する場合がある。また、建物の外壁等において劣化した塗装等を除去する場合や、コンクリート構造物のレイタンス処理等を行う場合にミストジェットを使用する場合もある。

上記表面処理は、高圧水を処理対象面に吹き付けることにより行う。例えば、特許文献１には、工具本体と、工具本体に回転可能に設けられた二つの回転ノズル本体と、この二つの回転ノズル本体を取り囲むシール部材と、工具本体に形成された吸引口とを備える工具が開示されている。特許文献１の工具は、回転ノズル本体から噴射された高圧水を処理対象面に吹き付けることにより構造物の表面処理を行う。

ミストジェットを利用した構造物の表面処理方法で使用された高圧水は、不純物を除去するなどの浄化処理が施された後、河川等に排水されるのが一般的である。一方、ミストジェットを利用する場合でも表面処理の対象面積が大きくなると、多量の高圧水を使用するため、ミストジェットで使用した水を再利用することで、使用水量および排水量の低減化を図る場合がある。

例えば、特許文献２には、噴射後の水を回収して浄化処理した後、再利用することで、高圧水の使用量を制限するとともに、排水量の低減化を図るウォータージェットシステムが開示されている。特許文献２のウォータージェットシステムでは、高圧水の噴射に伴い発生した排水を、定置式の排水貯留タンクに一時的に貯留した後、汚水処理装置に供給して浄化を行う。浄化された処理水は、定置式の供給水タンクに貯留された後、ウォータージェット装置に供給される。

特開２０１５−５１７４２２号公報 特開２００５−０３６５７６号公報

特許文献２のウォータージェットシステムでは、定置式の排水貯留タンクおよび供給水タンクを使用しているため、例えば道路の付帯構造物の表面処理や、大規模な構造物の表面処理などにおいて、作業の進捗に伴って装置全体を移動させる場合に、排水貯留タンクおよび供給水タンクの移動に手間がかかる。

このような観点から、本発明は、広範囲の処理対象面に対して効率よく表面処理を行うとともに、使用水量の低減化を可能とした循環型ミストジェットシステムを提案することを課題とする。

前記課題を解決するための本発明は、処理対象面に対して高圧水を噴射する噴射装置と、前記高圧水の噴射により発生した排水を回収する排水回収装置と、回収された前記排水を浄化して前記噴射装置に供給する排水処理装置とを備える循環型ミストジェットシステムであって、前記噴射装置、前記排水回収装置および前記排水処理装置が、それぞれ自走手段を備えている。

かかる循環型ミストジェットシステムによれば、処理対象面の表面処理に使用した排水を排水回収装置により回収した後、排水処理装置によって浄化して再度噴射装置に供給するため、使用水量の低減化を図ることができる。また、噴射装置、排水回収装置および排水処理装置は、自走手段を備えており、移動可能なため、作業の進捗に伴って循環型ミストジェットシステム全体を容易に移動できる。

前記排水処理装置は、排水回収装置から供給された排水を貯留する排水受け槽と、前記排水受け槽から供給された排水の濁水処理を行う濁水処理装置と、濁水処理後の前記排水である処理水のｐＨ処理を行うｐＨ処理装置と、前記ｐＨ処理装置から排出された前記処理水を貯留する処理水貯留槽と、前記処理水貯留槽から前記噴射装置に送水される前記処理水から不純物を除去するろ過フィルターと、前記排水受け槽、前記濁水処理装置、前記ｐＨ処理装置、前記処理水貯留槽および前記ろ過フィルターが上載された自走式車両とを備えているのが望ましい。

かかる循環型ミストジェットシステムによれば、排水からの不純物の除去およびｐＨ処理等を行うため、排水として処分する場合であっても、周辺環境への影響を最小限に抑えることができる。

なお、前記処理水貯留槽に貯留された前記処理水を冷却する冷却手段をさらに備えていれば、高圧水が処理対象面に噴射されることにより排水（処理水）が高温になった場合であっても、噴射装置によって使用可能な温度にまで冷却することができるため、作業に支障をきたすことがない。

なお、前記循環型ミストジェットシステムは、前記噴射装置が、高圧水発生装置と、前記排水処理装置から供給された処理水を貯留するとともに、前記高圧水発生装置に前記処理水を供給する供給水タンクと、前記高圧水発生装置および前記供給水タンクが上載された自走式車両とを備えており、前記供給水タンクに貯留された前記処理水を冷却する冷却手段をさらに備えていてもよい。

本発明の循環型ミストジェットシステムによれば、広範囲の処理対象面に対して効率よく表面処理を行うとともに、使用水量の低減化が可能となる。

本実施形態に係る循環型ミストジェットシステムの概要を示す模式図である。 排水処理装置の模式図である。

本実施形態では、既設部材（処理対象物Ｓ）に対して必要最低限の水量の高圧水Ｗ_Ｈ（ミストジェット）を吹き付けて、劣化した塗膜や錆等を除去する表面処理工事について説明する。処理対象物Ｓの表面処理は、図１に示す循環型ミストジェットシステム１により行う。循環型ミストジェットシステム１は、噴射装置２と、排水回収装置３と、排水処理装置４と、冷却手段５とを備えている。

噴射装置２は、処理対象物Ｓの表面（処理対象面）に対して高圧水Ｗ_Ｈを噴射する。噴射装置２は、処理対象物Ｓに対して高圧水Ｗ_Ｈ（ミストジェット）を噴射するミストジェット装置２１と、ミストジェット装置２１に高圧水Ｗ_Ｈを供給する高圧水発生装置２２と、高圧水発生装置２２に処理水を供給する供給水タンク２３と、高圧水発生装置２２および供給水タンク２３が上載されたトラック（自走手段）２４とを備えている。

ミストジェット装置２１は、高圧水発生装置２２から延設されたホース２５に接続されており、ホース２５を介して高圧水発生装置２２から供給された高圧水Ｗ_Ｈを処理対象物Ｓの表面に噴射する。本実施形態では、作業員が保持した状態で使用するハンドヘルドタイプのミストジェット装置２１を使用する。なお、ミストジェット装置２１の構成は限定されるものではなく、例えば、ロボット式であってもよい。

高圧水発生装置２２は、供給水タンク２３から供給された水を高圧水Ｗ_Ｈにしてミストジェット装置２１に供給する。供給水タンク２３は、ミストジェット装置２１に使用する水を貯留する。本実施形態では、二つの供給水タンク２３が高圧水発生装置２２の後側に配設されている。二つの供給水タンク２３のうちの一方は、高圧水発生装置２２に供給するための水を貯留し、他方は補充用の水を貯留する。なお、供給水タンク２３の数および配置は限定されるものではない。供給水タンク２３には、まず、水道水などを貯留しておき、循環型ミストジェットシステム１の使用開始後は排水処理装置４から供給された処理水を貯留し、必要に応じて水道水等を補充する。なお、供給水タンク２３に最初に貯留する水または補充する水は水道水に限定されるものではなく、例えば、河川水や池の水等を使用してもよい。

排水回収装置３は、噴射装置２から発生した排水Ｗ_０（処理対象物Ｓに噴射された水）を回収する。排水回収装置３は、吸引手段３１と、貯水タンク３２と、自走手段３３とを備える、いわゆるバキューム車である。すなわち、排水回収装置３は、自走式である。排水回収装置３は、排水回収装置３から延設された吸水ホース３４を利用して、高圧水Ｗ_Ｈの噴射により処理対象物Ｓから剥がされた塗膜や錆などを含む排水Ｗ_０を回収する。本実施形態では、ミストジェット装置２１に接続された吸水ホース３４を介してミストジェット装置２１から噴射された高圧水Ｗ_Ｈ（排水Ｗ_０）を回収する。排水回収装置３の貯水タンク３２には、排水処理装置４に至る送水ホース３５が取り付けられている。排水回収装置３により回収した排水Ｗ_０は、送水ホース３５を介して排水処理装置４に輸送する。

排水処理装置４は、排水回収装置３により回収された排水Ｗ_０を浄化して噴射装置２に供給する。排水処理装置４は、排水受け槽４１と、濁水処理装置４２と、ｐＨ処理装置４３と、処理水貯留槽４４と、ろ過フィルター槽４５とを備えている。排水受け槽４１、濁水処理装置４２、ｐＨ処理装置４３、処理水貯留槽４４およびろ過フィルター槽４５は、トラック（自走手段）４６に上載されている。また、トラック４６には、各装置はポンプなどに電力を供給する発電機４７が上載されている。

排水受け槽４１は、図２に示すように、排水回収装置３から供給された排水Ｗ_０を貯留する。排水受け槽４１には、フィルター４１１が設けられている。排水回収装置３から輸送された排水Ｗ_０は、フィルター４１１を通過し、フィルター４１１により汚泥などの不純物が取り除かれてから排水受け槽４１に貯留される。フィルター４１１により分離された不純物は、回収して廃棄物処分する。フィルター４１１を介して不純物が除去された排水Ｗ_０は、第一処理水Ｗ_１として排水受け槽４１に貯留された後、ポンプＰ_１を介して濁水処理装置４２に供給される。本実施形態では、排水受け槽４１において、一定量の第一処理水Ｗ_１を貯留してから、第一処理水Ｗ_１を濁水処理装置４２に移送する。なお、排水受け槽４１を省略し、フィルター４１１を通過した排水Ｗ_０を直接濁水処理装置４２に供給してもよい。

濁水処理装置４２は、排水受け槽４１から供給された第一処理水Ｗ_１（排水Ｗ_０）の濁水処理を行う。濁水処理装置４２は、吸着槽４２１と、反応塔４２２と、沈殿槽４２３とを備えている。
吸着槽４２１には、吸着剤添加装置４２４が接続されている。吸着剤添加装置４２４は、吸着槽４２１に所定量の吸着剤Ａの添加できるように構成されている。吸着槽４２１では、排水受け槽４１から供給された第一処理水Ｗ_１と吸着剤添加装置４２４から供給された吸着剤Ａとを混合し、第一処理水Ｗ_１に含有された有害物質などを吸着剤Ａに吸着する。吸着槽４２１では、第一処理水Ｗ_１と吸着剤Ａとを一定時間撹拌混合する。本実施形態では、吸着槽４２１に設置されたポンプＰ_２を利用して第一処理水Ｗ_１と吸着剤Ａとを吸着槽４２１内で循環させることで混合攪拌する。すなわち、ポンプＰ_２で吸引した第一処理水Ｗ_１および吸着剤Ａを吸着槽４２１に戻すことで、吸着槽４２１内で攪拌する。なお、第一処理水Ｗ_１と吸着剤Ａとの攪拌方法は限定されるものではなく、例えば、撹拌機を使用してもよい。吸着槽４２１において所定時間撹拌したら、吸着剤Ａと第一処理水Ｗ_１とが混合された第二処理水Ｗ_２をポンプＰ_２を利用して反応塔４２２に移送する。なお、吸着槽４２１には、移送用のポンプが別途設けられていてもよい。

吸着槽４２１と反応塔４２２とを接続する送水管４２５には、凝集剤貯槽４２６が接続されている。また、反応塔４２２には、高分子ポリマー貯槽４２７が接続されている。反応塔４２２では、吸着槽４２１から移送された第二処理水Ｗ_２とともに凝集剤貯槽４２６から供給された凝集剤Ｆと、高分子ポリマー貯槽４２７から供給された高分子ポリマーＰ_Ｍによる第二処理水Ｗ_２の凝集処理が施される。第二処理水Ｗ_２は、凝集剤Ｆおよび高分子ポリマーＰ_Ｍによる凝集処理が施された状態で、沈殿槽４２３に移送される。沈殿槽４２３では、凝集剤Ｆおよび高分子ポリマーＰ_Ｍによる凝集作用により生成されたフロックＲが沈殿する。沈殿槽４２３では、オーバーフロー分を第三処理水Ｗ_３としてフロックＲと分離して排出する。沈殿槽４２３から排出された第三処理水Ｗ_３は、ｐＨ処理装置４３に移送される。

ｐＨ処理装置４３は、濁水処理後の排水Ｗ_０である第三処理水Ｗ_３のｐＨ処理を行う。ｐＨ処理装置４３では、第三処理水Ｗ_３に炭酸ガスＧを供給して、第三処理水Ｗ_３を中和する。第三処理水Ｗ_３は、ｐＨ処理装置４３内において炭酸ガスＧとともに循環させることで、中和処理が施される。

ｐＨ処理装置４３において中和処理された第四処理水Ｗ_４は、処理水貯留槽４４に移送する。処理水貯留槽４４は、ｐＨ処理装置４３から排出された第四処理水Ｗ_４を一定時間貯留した後、ろ過フィルター槽４５を介して噴射装置２に供給する。本実施形態では、処理水貯留槽４４に冷却手段５が接続されている。

冷却手段５は、トラック４６に上載されていて、処理水貯留槽４４に貯留された第四処理水Ｗ_４を冷却する。排水回収装置３により回収した排水Ｗ_０は、高圧水Ｗ_Ｈとして処理対象面に噴射された際のエネルギーにより温度が上昇している。噴射装置２は、高温の水を使用することができないため、冷却手段５は、第四処理水Ｗ_４の水温を噴射装置２によって使用可能な温度にまで低下させる。処理水貯留槽４４には、第四処理水Ｗ_４の流入側に温度計４４１が設置されていて、冷却手段５による第四処理水Ｗ_４の冷却は温度計４４１によって水温を確認しながら行う。

ろ過フィルター槽４５は、処理水貯留槽４４から噴射装置２に送水される第四処理水Ｗ_４から不純物を除去する。ろ過フィルター槽４５を通過して不純物が取り除かれた処理水Ｗ_５は、噴射装置２の供給水タンク２３に送水される。

以上、本実施形態の循環型ミストジェットシステム１によれば、処理対象物Ｓの表面（処理対象面）の表面処理に使用した排水Ｗ_０を排水回収装置３により回収した後、排水処理装置４によって浄化して噴射装置２に再度供給するため、使用水量の低減化を図ることができる。
また、噴射装置２、排水回収装置３および排水処理装置４は、それぞれ自走手段を備えており、移動可能なため、作業の進捗に伴って循環型ミストジェットシステム１全体を処理対象物Ｓに沿って移動できる。そのため、処理対象物Ｓが広範囲にわたる（延長が長い）場合であっても、容易に作業を行うことができる。

また、排水Ｗ_０からの不純物の除去およびｐＨ処理等を行うため、表面処理に使用した水を処分する場合であっても、周辺環境への影響を最小限に抑えることができる。すなわち、塗装等に含まれる鉛やポリ塩化ビフェニル（ＰＣＢ）等の有害物質を除去するため、安全な状態で排水処理、あるいは、再利用することができる。
また、高圧水Ｗ_Ｈが処理対象面に噴射されることにより排水Ｗ_０（処理水）が高温になった場合であっても、噴射装置２によって使用可能な温度にまで冷却することができるため、作業に支障をきたすことがない。

以上、本発明に係る実施形態について説明した。しかし、本発明は前述の実施形態に限られず、各構成要素については本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
前記実施形態では、冷却手段５が、トラック４６に上載されていて、処理水貯留槽４４に貯留された処理水（第四処理水Ｗ_４）を冷却する場合について説明したが、冷却手段５は処理水を冷却するものであれば、その設置箇所は限定されるものではない。例えば、冷却手段５を噴射装置２のトラック２４に上載して、供給水タンク２３に貯留された処理水Ｗ_５を冷却してもよい。
前記実施形態では、処理対象物Ｓに対してミストジェットを吹き付ける場合について説明したが、表面処理を行う構造物は限定されるものではなく、例えば、トンネル壁面、下部構造の側面、建物の外壁など、あらゆる構造物に適用可能である。

１ 循環型ミストジェットシステム
２ 噴射装置
２１ ミストジェット装置
２２ 高圧水発生装置
２３ 供給水タンク
２４ トラック
３ 排水回収装置
３１ 吸引手段３１
３２ 貯水タンク
３３ 自走手段
４ 排水処理装置
４１ 排水受け槽
４２ 濁水処理装置
４３ ｐＨ処理装置
４４ 処理水貯留槽
４５ ろ過フィルター槽
４６ トラック
５ 冷却手段
Ｓ 処理対象物

Claims (4)

1. 処理対象面に対して高圧水を噴射する噴射装置と、
   前記高圧水の噴射により発生した排水を回収する排水回収装置と、
   回収された前記排水を浄化して前記噴射装置に供給する排水処理装置と、を備える循環型ミストジェットシステムであって、
   前記噴射装置、前記排水回収装置および前記排水処理装置が、それぞれ自走手段を備えていることを特徴とする、循環型ミストジェットシステム。
2. 前記排水処理装置が、
   排水回収装置から供給された排水を貯留する排水受け槽と、
   前記排水受け槽から供給された排水の濁水処理を行う濁水処理装置と、
   濁水処理後の前記排水である処理水のｐＨ処理を行うｐＨ処理装置と、
   前記ｐＨ処理装置から排出された前記処理水を貯留する処理水貯留槽と、
   前記処理水貯留槽から前記噴射装置に送水される前記処理水から不純物を除去するろ過フィルターと、
   前記排水受け槽、前記濁水処理装置、前記ｐＨ処理装置、前記処理水貯留槽および前記ろ過フィルターが上載された自走式車両と、を備えていることを特徴とする、請求項１に記載の循環型ミストジェットシステム。
3. 前記処理水貯留槽に貯留された前記処理水を冷却する冷却手段をさらに備えていることを特徴とする、請求項２に記載の循環型ミストジェットシステム。
4. 前記噴射装置が、
   高圧水発生装置と、
   前記排水処理装置から供給された処理水を貯留するとともに、前記高圧水発生装置に前記処理水を供給する供給水タンクと、
   前記高圧水発生装置および前記供給水タンクが上載された自走式車両と、を備えており、
   前記供給水タンクに貯留された前記処理水を冷却する冷却手段をさらに備えていることを特徴とする、請求項１に記載の循環型ミストジェットシステム。

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