JP5526954B2

JP5526954B2 - 凝集剤添加方法、この方法における固形凝集剤の設置量決定方法及び固形凝集剤の交換頻度決定方法

Info

Publication number: JP5526954B2
Application number: JP2010088927A
Authority: JP
Inventors: 修二宮岡; 正夫黒岩; 俊彦三浦; 宏山田
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 2010-04-07
Filing date: 2010-04-07
Publication date: 2014-06-18
Anticipated expiration: 2030-04-07
Also published as: JP2011218275A

Description

本発明は、凝集剤添加方法に関するものであり、具体的には、日常管理やメンテナンスの手間が少なく、濁水増加にも対応して、低コストで無駄なく凝集剤を作用させることが可能な技術に関する。

例えば各種土工や浚渫工などを伴う工事現場では、泥土と付近の水流や雨水が混じり合うなどして濁水を成すことがある。こうした濁水は、そのまま河川等に放流することができないため、沈砂池等でその濁度を適宜低減させる必要がある。濁度を低減させる技術として各種の凝集剤を添加するものがある。

こうした凝集剤としては例えば、水処理用凝集剤５０〜９０重量部、発泡剤５０〜１０重量部および珪酸カルシウム０．１〜２０重量部（水処理用凝集剤と発泡剤の合計量を100重量部とする）を含有してなることを特徴とする水処理用発泡性固形凝集剤（特許文献１参照）などが提案されている。

また、濁水の処理手法として例えば、汚濁水を、固形状を呈する陰イオン性凝集剤、陽イオン性凝集剤、非イオン性凝集剤、および両性凝集剤から選択された少なくとも２種類の凝集剤を併用して処理することを特徴とする汚濁水の処理方法（特許文献２参照）なども提案されている。

特開２００７−１３６４０５号公報特開昭５８−２１９９８８号公報

降雨時など濁水の量や濁度が上昇する事態に対し、現場職員らが降雨時を見計らって、フレッシュな凝集剤を沈砂池に投下するといった対応が考えられる。しかし、現場職員らを、凝集剤の投下作業に向けて常に配置しておくのは煩雑であった。また、凝集剤を沈砂池内に予め投入しておく場合、水没している凝集剤の様子を監視して補充作業等のメンテナンスを適切に行うことは難しいし、定期的に実施される沈砂池のクリーニング時等に沈砂池底の泥土と一緒に凝集剤が浚渫されることもある。つまり、せっかく投じた凝集剤であっても、その管理が面倒で必要な効果を有効に発揮できない懸念もあった。

そこで本発明は、日常管理やメンテナンスの手間が少なく、濁水増加にも対応して低コストで無駄なく凝集剤を作用させることが可能な技術の提供を目的とする。

上記課題を解決する本発明の凝集剤添加方法は、沈砂池に濁水が流入する際の濁水の落下箇所に固形凝集剤を設置する凝集剤添加方法において、落下する濁水を受けて濁水により沈砂池底面が洗掘されるのを防止する整流堤を、通水性のある収容体に前記固形凝集剤を収めて構成し、該整流堤を前記落下箇所に設置することを特徴とする。例えば、沈砂池に濁水を導く流入路があり、この流入路の吐出口から濁水が落下し、沈砂池の水面をたたく状況を例にあげる。流入路の吐出口から落下した濁水がそのまま沈砂池に落下した場合、濁水の勢いで池底を洗掘してしまうおそれもある。そこでこうした濁水の落下箇所には、蛇篭など簡易な整流堤を設置しておくことがある。本発明ではこの蛇篭の位置に固形凝集剤を整流堤として配置する。配置の仕方に限定は無いが、前記吐出口からの濁水が必ず固形凝集剤に当たるような配置とする。

このような構成とすれば、固形凝集剤は完全水没せず、目視での確認等も容易であり、補充や交換なども簡単である。しかも、落下してきた濁水を必ず受け止めて適度に溶解して沈砂池に溶け出し、凝集効果を沈砂池に及ぼすことができる。また、濁水の水量が多くなる降雨時などには、固形凝集剤が濁水を受け止める際の衝撃も大きくなり、従って溶解する量も多くなる。つまり、濁水の量に応じて沈砂池への溶出量も増え、通常時より凝集効果を高めることもできる。

こうして、日常管理やメンテナンスの手間が少なく、濁水増加にも対応して、低コストで無駄なく凝集剤を作用させることが可能となる。

また、本発明は、上記した凝集剤添加方法における前記固形凝集剤の設置量を決定する方法であって、前記濁水の濁度を当初の濁度から所望の濁度まで減少させるのに必要な凝集剤の重量濃度を決定し、前記固形凝集剤の体積に対する単位時間当たりの通水量であるＳＶ値と、前記固形凝集剤の重量濃度との関係において前記決定した重量濃度に対応する前記ＳＶ値と、前記落下箇所における濁水の通水量とに基づいて、設置すべき前記固形凝集剤の体積を求めることを特徴とする。

また、本発明は、上記した凝集剤添加方法における前記固形凝集剤の交換頻度を決定する方法であって、通水速度と前記固形凝集剤の溶解速度との関係を予め測定ないし算定しておき、当該関係を用いて、前記固形凝集剤に接触する濁水の流速から、前記固形凝集剤の溶解速度を求め、該溶解速度に基づいて前記固形凝集剤が一定の基準まで小さくなる時期を推定して、前記固形凝集剤の交換頻度を決定することを特徴とする。

本発明によれば、日常管理やメンテナンスの手間が少なく、濁水増加にも対応して、低コストで無駄なく凝集剤を作用させることが可能となる。

本実施形態における凝集剤添加方法の適用例を示す図である。本実施形態におけるＳＶと通水液中濃度の関係を示す図である。本実施形態における通水速度と溶解速度の関係を示す図である。本実施形態における凝集に必要な凝集剤濃度の測定結果を示す図である。

以下に本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は、本実施形態における凝集剤添加方法の適用例を示す図である。本実施形態においては、沈砂池５に濁水３が流入する際の濁水３の落下箇所３０に固形凝集剤１５を設置することとなる。例えば、沈砂池５に濁水３を導く流入路４があり、この流入路４の吐出口から濁水３が落下し、沈砂池５の水面をたたく状況があったとする。流入路４の吐出口から落下した濁水３がそのまま沈砂池５に落下した場合、濁水３の勢いで池底を洗掘してしまうおそれもある。そこでこうした濁水３の落下箇所３０には、蛇篭など簡易な堤体２０を設置しておくことがある。本実施形態ではこの蛇篭２０の位置３０に固形凝集剤１５を配置する。配置の仕方に限定は無いが、前記吐出口からの濁水３が必ず固形凝集剤１５に当たるような配置とする。

このような構成とすれば、固形凝集剤１５は完全水没せず、目視での確認等も容易であり、補充や交換なども簡単である。しかも、落下してきた濁水３を必ず受け止めて適度に溶解して沈砂池５に溶け出し、凝集効果を沈砂池５に及ぼすことができる。また、濁水３の水量が多くなる降雨時などには、固形凝集剤１５が濁水３を受け止める際の衝撃も大きくなり、従って溶解する量も多くなる。つまり、濁水３の量に応じて沈砂池５への溶出量も増え、通常時より凝集効果を高めることもできる。

なお、通水性のある収容体に固形凝集剤１５を収めた整流堤２０を、前記落下箇所に設置するとしてもよい。この通水性のある収容体に固形凝集剤１５を収めた整流堤２０は、例えば、鉄筋籠などで構成される蛇篭２０に詰められている砕石に代えて固形凝集剤１５を収めたものが好適である。

また、固形凝集剤１５を積み上げた整流堤を、前記落下箇所３０に設置するとしてもよい。この場合、固形凝集剤１５を石垣や煉瓦積みと同様の要領で前記落下箇所３０に積層し、堤体を形成する。

なお、前記固形凝集剤１５をカルシウム系固形凝集剤とすれば好適である。もし、凝集剤としてアルミニウム系固形凝集剤を採用した場合、沈砂池５にて過剰に溶解すると、沈砂池５のpH低下や水酸化アルミニウムによる白濁が発生し、かえって濁度の上昇を招く恐れもある。一方、カルシウム系固形凝集剤にはそのような懸念は無く、安心して長期間手軽に使い続けることができる。

−−−凝集剤設置量の算定について−−−
ここで、凝集剤設置量の算定手法について説明しておく。ここでは凝集剤として適用できるアルミニウム系固形凝集剤に関してその設置量を算定するものとする。

１）ＳＶと通水液中のＣａ濃度の関係
図２に示す「ＳＶ」は、「１時間当りの通水量／固形凝集剤の体積」を示している。これは、凝集に必要なＣａ濃度に達するためには、通水量に対して、どのくらいの固形凝集剤体積を設置すればよいかを表している値である。以下に、このＳＶに関するデータをもとに、カルシウム系固形凝集剤の設置量を設計する。
(1)まず、濁水の種類に応じて、最適Ｃａ濃度を決定する。これは、図４に示す表（凝集に必要な凝集剤濃度の測定結果）から、ある濁度Ａを濁度Ｂまで低減させるカルシウム系固形凝集剤の濃度を見つける。例えば、「ダム濁水」について、当初の濁度“３９６ｍｇ／ｌ”を１時間後に濁度“２００ｍｇ／ｌ”まで低減させるＣａ濃度は、“２００ｍｇ／ｌ”だと特定する。
(2)次に、上記(1)で特定したＣａ濃度と、現場での通水量（流入路や迂回水路での濁水の水量）と、前記「ＳＶ」のグラフから、現場で設置が必要な固形凝集剤の体積を算出する。具体的には、例えば現場の排水量が２０ｍ^３／ｈで、粒径２０ｍｍの石膏を使用する場合、最適Ｃａ濃度（２００ｍｇ／Ｌ）にするためには、ＳＶ＝４（図２のグラフ１の交点）で通水する必要がある。この関係は、“ＳＶ＝４＝２０ｍ^３／ｈ／５ｍ^３”となり、この式から石膏の設置量を５ｍ^３と算定できる。
また、例えば現場の排水量が１０ｍ^３／ｈで、粒径５ｍｍの石膏を使用する場合、最適Ｃａ濃度（２００ｍｇ／Ｌ）にするためには、ＳＶ＝１００（図２のグラフ１の交点）で通水する必要がある。この関係は、“ＳＶ＝１００＝１０ｍ^３／ｈ／０．１ｍ^３”となり、この式から石膏の設置量を０．１ｍ^３と算定できる。

２）通水速度と溶解速度の関係
図３に示すグラフ２や表３から、同じ固形凝集剤であっても、通水速度が早いほど、たくさんの濁水が凝集剤に接触するので、早く溶解することがわかる。凝集剤に接触する濁水の流速を測定ないし算定しておいて、本グラフから溶解度を特定する。そして、この溶解度と固形凝集剤のサイズとを勘案して、固形凝集剤が一定基準以上小さくなると思われる時期を推定し、固形凝集剤の交換頻度を設計すればよい。

以上、本実施形態によれば、日常管理やメンテナンスの手間が少なく、濁水増加にも対応して、低コストで無駄なく凝集剤を作用させることが可能となる。

以上、本発明の実施の形態について、その実施の形態に基づき具体的に説明したが、これに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

３濁水
４流入路
５沈砂池
１５固形凝集剤
３０濁水落下箇所
２０堤体、蛇篭

Claims

沈砂池に濁水が流入する際の濁水の落下箇所に固形凝集剤を設置する凝集剤添加方法において、
落下する濁水を受けて濁水により沈砂池底面が洗掘されるのを防止する整流堤を、通水性のある収容体に前記固形凝集剤を収めて構成し、該整流堤を前記落下箇所に設置することを特徴とする凝集剤添加方法。
請求項１に記載の凝集剤添加方法における前記固形凝集剤の設置量を決定する方法であって、
前記濁水の濁度を当初の濁度から所望の濁度まで減少させるのに必要な凝集剤の重量濃度を決定し、
前記固形凝集剤の体積に対する単位時間当たりの通水量であるＳＶ値と、前記固形凝集剤の重量濃度との関係において前記決定した重量濃度に対応する前記ＳＶ値と、前記落下箇所における濁水の通水量とに基づいて、設置すべき前記固形凝集剤の体積を求めることを特徴とする固形凝集剤の設置量決定方法。
請求項１に記載の凝集剤添加方法における前記固形凝集剤の交換頻度を決定する方法であって、
通水速度と前記固形凝集剤の溶解速度との関係を予め測定ないし算定しておき、当該関係を用いて、前記固形凝集剤に接触する濁水の流速から、前記固形凝集剤の溶解速度を求め、該溶解速度に基づいて前記固形凝集剤が一定の基準まで小さくなる時期を推定して、前記固形凝集剤の交換頻度を決定することを特徴とする固形凝集剤の交換頻度決定方法。