JP2023167347A

JP2023167347A - 濁水処理装置および濁水処理車

Info

Publication number: JP2023167347A
Application number: JP2022078466A
Authority: JP
Inventors: 一郎古市; Ichiro Furuichi
Original assignee: Daisei Corp
Current assignee: Daisei Corp
Priority date: 2022-05-11
Filing date: 2022-05-11
Publication date: 2023-11-24

Abstract

【課題】超高圧洗浄工法の施工現場で発生する濁水をその場で処理する。【解決手段】浮遊物を含有する濁水から浮遊物の全部または一部を除去する濁水処理装置であって、実質的に正四角柱の形状に成形され、濁水を収容すると共に、濁水に対して凝集剤による凝集分離処理を行なう濁水タンク本体１と、前記濁水タンク本体１の鉛直下方に接続され、前記凝集分離処理がされた凝集物および水を排出する排出部３と、前記排出部３から排出された凝集物および水を透水シート１５を用いてろ過すると共に、前記ろ過された水をポンプで汲み出す分離タンク１３と、を備え、前記排出部３は、実質的に逆正四角錘の形状を有し、逆正四角錘の高さに対する底面の正方形の一辺の長さの比が、２から３であり、逆正四角錘の頂点に設けられた円形の排出口５から凝集物および水を排出する。【選択図】図１

Description

特許法第３０条第２項適用申請有り令和３年１２月２０日～令和３年１２月２４日、愛知県瀬戸市内における濁水処理

本発明は、浮遊物を含有する濁水から浮遊物の全部または一部を除去する濁水処理装置および濁水処理車に関する。

従来から、コンクリートの目粗し、切削、はつりや、各種塗装材の剥離などを行なうために、超高圧洗浄工法が用いられている。この超高圧洗浄工法では、現場に浮遊物質を含まない清水をポンプ車で運び、清水を超高圧水洗浄装置に供給して施工を行なう。施工の際には、アスベスト含有水、強アルカリ汚水、土砂系汚水、塗料汚水、オイル含有汚水、その他の濁水（汚水）が生じる。このような濁水は、浮遊物質を含み、目詰まりなどの不具合が生じるため、超高圧洗浄機に用いることはできない。このため、超高圧洗浄工法が終了するまで、清水を現場に運搬し続けなければならない。

一方、超高圧洗浄工法によって生じた濁水（汚水）については、環境に対する負荷が大きいことから、そのまま廃棄することはできず、水質汚濁防止法ならびに各都道府県が設ける条例が定める基準、環境庁の一般排水基準を遵守することが必要である。そのため、超高圧洗浄工法で生じた濁水については、現場で廃棄せず、吸引車で回収して汚水処理場まで運搬していた。

特許文献１には、洗浄水を高圧噴射して構造物の表面から既存塗膜を剥離して洗浄する技術において、高圧噴射された洗浄水を廃水として回収してそれの無毒化度を向上させる技術が開示されている。この洗浄水を高圧噴射して構造物の表面を洗浄することによってその構造物の表面から既存塗膜を除去する塗膜除去用高圧洗浄システムは、高圧噴射された洗浄水を有害物質を含有する廃水として処理するユニットを有する。そのユニットは、廃水に凝集剤、重金属不溶化剤および活性炭素粉等の吸着剤のうちの少なくとも一つが添加されることにより、廃水のうちの所定の有害物質が凝集化させられる凝集槽と、その凝集槽内の廃水をろ過することにより、その廃水を、固形物としての有害物質と、その有害物質が除去された、ろ過後の廃水とに分別するろ過部とを有する。

また、特許文献２には、アスベストを含む排水を処理する場合であっても、簡便にかつ長期間低コストに排水処理可能な技術が開示されている。この技術では、アスベストを含む排水を処理する方法であって、排水に凝集剤を添加して凝集物を生成し、沈殿処理する凝集沈殿処理工程、凝集沈殿処理工程で得られた処理水を濾過処理する中間濾過工程、中間濾過工程で得られた処理水を中間タンクに送出し貯留する貯留工程および中間タンクに貯留した処理水を限外ろ過膜で濾過処理するとともに、当該濾過処理により得られた残留排水を中間タンクに返送する限外濾過工程を有し、凝集剤が無機系凝集剤を７０～９９質量％含むとともに有機系凝集剤を１～３０質量％含み、限外濾過膜で被処理水を濾過する際の処理速度が線速度で１．０～２．５ｍ／秒間であり、中間タンク内の被処理水の濁度が４０～１８０度になるように制御することを特徴とする。

特開２０２１－１３３３６７特許第６９０１６２０号

従来の技術では、超高圧洗浄工法の施工現場に清水を何度も運搬しなければならず、また、施工現場で発生した濁水を吸引車で回収して処理しなければならなかった。このため、作業効率が向上せず、コストもかかることになっていた。さらに、引用文献１に開示されている排水処理ユニットや引用文献２に開示されているアスベスト排水の処理方法では、施工現場で効率よく清水の供給と濁水の処理を実行することまでは考慮されていない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、超高圧洗浄工法の施工現場で発生する濁水をその場で処理することによって、施工現場において超高圧洗浄機に清水を供給することを可能とする濁水処理装置および濁水処理車を提供することを目的とする。

（１）上記目的を達成するために、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明の濁水処理装置は、浮遊物を含有する濁水から浮遊物の全部または一部を除去する濁水処理装置であって、実質的に正四角柱の形状に成形され、濁水を収容すると共に、濁水に対して凝集剤による凝集分離処理を行なう濁水タンク本体と、前記濁水タンク本体の鉛直下方に接続され、前記凝集分離処理がされた凝集物および水を排出する排出部と、前記排出部から排出された凝集物および水を透水シートを用いてろ過すると共に、前記ろ過された水をポンプで汲み出す分離タンクと、を備え、前記排出部は、実質的に逆正四角錘の形状を有し、逆正四角錘の高さに対する底面の正方形の一辺の長さの比が、２から３であり、逆正四角錘の頂点に設けられた円形の排出口から凝集物および水を排出することを特徴とする。

（２）また、本発明の濁水処理装置において、前記排出口の直径は、７ｃｍから１１ｃｍであることを特徴とする。

（３）また、本発明の濁水処理装置は、少なくとも一つのプロペラを有し、前記濁水タンク本体および前記排出部に収容されている濁水を攪拌する攪拌部をさらに備えることを特徴とする。

（４）また、本発明の濁水処理車は、上記（１）から（３）のいずれかに記載の濁水処理装置を搭載したことを特徴とする。

本発明によれば、超高圧洗浄工法の施工現場で発生した濁水から、効率よく水と浮遊物質とを分離することが可能となる。この分離した水をろ過処理装置でろ過することによって、再度、超高圧洗浄機に供給することが可能となる。また、超高圧洗浄工法の施工現場で発生した濁水を運搬する必要がなくなり、労力、時間、費用を削減することが可能となる。

本実施形態に係る濁水処理装置の濁水タンク本体および排出部の概要を示す図である。逆正三角錐の形状を有する排出部３を鉛直下方から見上げた状態を示す図である。本実施形態に係る濁水処理装置の分離タンクの概要を示す図である。実施例を示す図である。本実施形態に係る濁水処理装置を搭載した自動車の概要図である。

［濁水処理装置の構成］
図１は、本実施形態に係る濁水処理装置の濁水タンク本体および排出部の概要を示す図である。濁水タンク本体１は、実質的に正四角柱の形状に成形され、濁水を収容する。この濁水タンク本体１は、濁水を収容すると共に、濁水に対して凝集剤による凝集分離処理を行なう。

排出部３は、濁水タンク本体の鉛直下方に接続されている。この排出部３は、実質的に逆正四角錘の形状を有している。排出部３の逆正四角錘の頂点には、凝集物および水を排出するための円形の排出口５が設けられている。排出部３の逆正三角錐の斜面により、凝集処理によって発生した凝集物が、排出口５へ向かって流れ落ちていくこととなる。ここで、逆正三角錐の斜面の傾斜角度が大きすぎる場合は、凝集物が排出口５に集中し、つまりが生じてしまう。このため、斜面上に凝集物を滞留させながら、緩やかに排出口５へ案内することができる傾斜角度が望ましい。一方、逆正三角錐の斜面の傾斜角度が小さすぎる場合は、凝集物が斜面上に定着してしまい、排出できないことが生じる。このため、本実施形態では、凝集物を排出口５へ向かって緩やかに、かつ円滑に流れ落とすために、逆正三角錐の斜面の傾斜角度を規定した。すなわち、逆正四角錘の高さに対する底面の正方形の一辺の長さの比が、２から３である。すなわち、図１中、「ｗ／ｈ」の値が、２から３の間の値を取る、ということである。このような傾斜角度を有しているため、凝集物をスムーズに取り出すことが可能となる。

図２は、逆正三角錐の形状を有する排出部３を鉛直下方から見上げた状態を示す図である。本実施形態において、排出口５の直径は、７ｃｍから１１ｃｍである。より好ましくは、排出口５の直径は、３インチから４インチである。排出口５の直径が、３インチ以下である場合は、凝集物が排出口５で詰まってしまうことが多い。このため、本実施形態では、排出口５の直径を、７ｃｍから１１ｃｍとした。また、図１において、排出口５には、搬送パイプ７が接続されており、濁水タンク本体１および排出部３において凝集分離処理が行われた「凝集分離後の濁水」が、後述する分離タンクへ搬送される。この搬送パイプ７には、搬送用のポンプを接続しても良い。

また、本実施形態では、三つのプロペラ９を有し、濁水タンク本体１および排出部３に収容されている濁水を攪拌する攪拌部１１を備える。攪拌部１１は、図示しない攪拌用モータを備え、プロペラ９を回転させる。攪拌部１１は、インバータ制御によって、例えば、毎分１０回～６０回の回転数でプロペラ９を回転させる。このように、攪拌部１１によって、濁水タンク本体１内の濁水を攪拌させることによって、濁水の状況に応じて、分離排水しやすい凝集物を生成させることが可能となる。また、本実施形態では、攪拌部１１のプロペラ９を３つとしたが、本発明は、これに限定されるわけではない。

図３は、本実施形態に係る濁水処理装置の分離タンクの概要を示す図である。分離タンク１３は、搬送パイプ７から、凝集分離後の濁水の供給を受ける。搬送パイプ７の先端には、透水シート１５が接続されており、凝集分離後の濁水が、凝集物と処理水とに分離される。凝集物は、透水シート１５の内部に残留し、処理水は透水シート１５から離脱し、分離タンク１３内に貯留される。分離タンク１３内の処理水は、ポンプ１７で組み上げられ、パイプ１９を通って、ろ過処理装置へ供給される。

本実施形態に係る濁水処理装置の仕様は、以下の通りである。
・濁水タンク容量…２．２ｍ^３
・処理能力…２．２ｍ^３／１Ｈｒ
・凝集剤…無機中性系
・処理対象…アスベスト含有水、強アルカリ汚水、土砂系汚水、塗料汚水、オイル含有汚水、六価クロム含有水、その他の洗浄汚水
・処理水の基準値…ｐＨ：６．５～８．５、ＳＳ：４０

［凝集剤について］
本実施形態で用いる凝集剤は、例えば、主剤が天然鉱物の珪酸塩および粘土からなる。具体的には、酸化ケイ素、酸化カルシウム、酸化アルミニウム、酸化鉄、その他微量の元素から構成され、例えば、微粉末の成状を有し、嵩比重が０．８７５以上であり、弱アルカリ性を示すものを用いることができる。このような凝集剤は、重金属イオンの吸着や固定分離機能を有し、例えば、イオン交換能（陽イオン・陰イオン）、アルカリ沈殿・共沈・置換機能、浮遊懸濁物の粒子間電位低下機能、酸化触媒反応、凝集反応の促進機能を有する。使用する際には、例えば１ｍ^３の濁水に対して、５０ｇ～２５０ｇ程度（５０ｐｐｍ～２５０ｐｐｍ）を投入する。

［透水シートについて］
本実施形態で用いる透水シートは、例えば、ポリエステルからなり、透水係数が、「７．７×１０^－２ｃｍ／ｓｅｃ」から「８．７×１０^－１ｃｍ／ｓｅｃ」であるものを用いることができる。

［実施例］
図４は、実施例を示す図である。まず、超高圧洗浄機を用いて、コンクリートの目粗し、切削、はつりや、各種塗装材の剥離など、超高圧洗浄工法が行なわれる（ステップＳ１）。このような施工現場では、アスベスト含有水、強アルカリ汚水、土砂系汚水、塗料汚水、オイル含有汚水などが発生する。次に、発生した濁水を回収する（ステップＳ２）。ここでは、吸引車を用いて同時吸引式が採られる。すなわち、超高圧洗浄工法の施工で発生した濁水を同時に吸引して、吸引車のタンク（２ｍ^３）に回収する（ステップＳ３）。

次に、吸引車のタンクが満水になった頃に、回収した濁水を濁水処理装置へ圧送する。濁水処理装置では、凝集剤を投入して、濁水の凝集分離処理を行なう（ステップＳ４）。凝集分離処理が行われた濁水は、分離タンクの透水シートで固形物（凝集物）と処理水とに分離される。次に、分離された処理水を、さらにろ過処理装置でろ過し、清澄度水が得られる（ステップＳ５）。

［濁水処理の効果について］
［試験１］
出願人は、瀬戸市内の工事現場で発生した濁水について、本実施形態に係る濁水処理装置を用いて濁水処理を行なった。そして、処理結果について、試験を行なった。試験日は「令和３年１２月２０日から令和３年１２月２４日」、測定項目は「水素イオン濃度（ｐＨ）および浮遊物質量（ＳＳ）、試験機材は「ハンディーｐＨ計および透視時計」、舗装材の品名は「密粒アスファルト舗装」、汚濁水量は「４～４．５ｍ^３／日」である。

このように、本実施形態に係る濁水処理装置によれば、工事現場で発生した濁水を環境基準に適合する処理水にすることが可能となる。

［超高圧洗浄機への適合性について］
上述したように、本実施形態に係る濁水処理装置によれば、工事現場で発生した濁水を環境基準に適合する処理水にすることが可能となるが、この処理水をさらにろ過処理装置で処理する。これにより、超高圧洗浄機に供給することが可能となる。

ろ過処理装置の仕様は、以下の通りである。
・フィルター…０．１５μｍの浮遊物質を９９％ろ過する機能を有する。
・性能…親水性ＰＴＦＥ膜を備え、フィルター自動洗浄機能を有する。
・処理能力…１．５ｍ^３／１Ｈｒ
・処理対象…アスベスト含有水、その他の洗浄汚水
・清澄度…０．１ｍｇ／Ｌ（水道水とほぼ等価）

上述したように、本実施形態に係る濁水処理装置による処理の後、ろ過処理装置による処理を行なう。出願人は、ろ過処理装置で処理した水について、試験を行ない、以下の表２のように、この処理水が超高圧洗浄機に供給することが可能であることを示した。

このように、ろ過処理装置による処理水が超高圧洗浄機に供給する水の条件に適合していることが理解される。

図５は、本実施形態に係る濁水処理装置を搭載した自動車の概要図である。本実施形態に係る濁水処理装置１０は、コンパクトであり、自動車Ｃに搭載することが可能である。自動車Ｃに搭載することによって、施工現場へ運搬することが可能である。そして、施工現場で、超高圧洗浄工法を実施している最中に、濁水を回収し、施工と同時並行的に濁水を清水化することが可能となる。すなわち、施工現場における水の再利用（水のリサイクル）を実現することが可能となる。

以上説明したように、本実施形態に係る濁水処理装置によれば、超高圧洗浄工法の施工現場で発生した濁水から、効率よく水と浮遊物質とを分離することが可能となる。この分離した水をろ過処理装置でろ過することによって、再度、超高圧洗浄機に供給することが可能となる。また、超高圧洗浄工法の施工現場で発生した濁水を運搬する必要がなくなり、労力、時間、費用を削減することが可能となる。従来は、超高圧洗浄工法の施工現場に清水を何度も運搬しなければならず、また、施工現場で発生した濁水を吸引車で回収して処理しなければならなかったが、このような作業が不要となる。

１…濁水タンク本体
３…排出部
５…排出口
７…搬送パイプ
９…プロペラ
１０…濁水処理装置
１１…攪拌部
１３…分離タンク
１５…透水シート
１７…ポンプ
１９…パイプ
Ｃ…自動車

Claims

浮遊物を含有する濁水から浮遊物の全部または一部を除去する濁水処理装置であって、
実質的に正四角柱の形状に成形され、濁水を収容すると共に、濁水に対して凝集剤による凝集分離処理を行なう濁水タンク本体と、
前記濁水タンク本体の鉛直下方に接続され、前記凝集分離処理がされた凝集物および水を排出する排出部と、
前記排出部から排出された凝集物および水を透水シートを用いてろ過すると共に、前記ろ過された水をポンプで汲み出す分離タンクと、を備え、
前記排出部は、実質的に逆正四角錘の形状を有し、逆正四角錘の高さに対する底面の正方形の一辺の長さの比が、２から３であり、逆正四角錘の頂点に設けられた円形の排出口から凝集物および水を排出することを特徴とする濁水処理装置。
前記排出口の直径は、７ｃｍから１１ｃｍであることを特徴とする請求項１記載の濁水処理装置。
少なくとも一つのプロペラを有し、前記濁水タンク本体および前記排出部に収容されている濁水を攪拌する攪拌部をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の濁水処理装置。
請求項１から請求項３のいずれかに記載の濁水処理装置を搭載したことを特徴とする濁水処理車。