JP6206067B2 - Contaminant particle trap - Google Patents
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Description
本発明は、河川や水路を流れる、汚染物質が付着した粒子を捕捉する汚染粒子捕捉装置に関する。 The present invention relates to a contaminated particle capturing apparatus that captures particles attached to contaminants flowing in rivers and waterways.
近年、放射性物質(例えば、Cs137)による、山や森等の河川の水源となる箇所の汚染が問題となっている。水源が汚染されると、汚染された土砂や、汚染された植物残渣(樹皮、落ち葉等)が河川に流れ込み、海へ流出するため、水源のみならず、河川や海も放射性物質で汚染されてしまう。 In recent years, there has been a problem of contamination of places that serve as water sources for rivers such as mountains and forests due to radioactive substances (for example, Cs137). When the water source is contaminated, contaminated earth and sand and contaminated plant residues (bark, fallen leaves, etc.) flow into the river and flow into the sea, so not only the water source but also the river and the sea are contaminated with radioactive materials. End up.
河川に流れ込む土砂のうち、細砂(0.075mm〜0.4mmの土砂)やシルト(0.075mm未満の土砂)といった懸濁物質や、植物残渣に放射性物質が多く吸着されていることが分かってきた。したがって、河川を流れる土砂や植物残渣のうち、特に懸濁物質および植物残渣を除去すれば、河川から海への放射性物質の流出を大幅に削減できると考えられる。 Of the earth and sand flowing into the river, it is understood that a large amount of radioactive substances are adsorbed on suspended substances such as fine sand (0.075 mm to 0.4 mm earth and sand) and silt (earth and sand less than 0.075 mm) and plant residues. I came. Therefore, it is considered that the outflow of radioactive material from the river to the sea can be greatly reduced by removing suspended substances and plant residues from the earth and sand and plant residues flowing through the river.
そこで、放射性物質に汚染された、河川や湖沼の底泥を浚渫することで、放射性物質に汚染された懸濁物質を除去する技術が開発されている(例えば、特許文献1)。 Thus, a technique has been developed for removing suspended matter contaminated with radioactive substances by dripping the bottom mud of rivers and lakes contaminated with radioactive substances (for example, Patent Document 1).
しかし、特許文献1の技術のように浚渫を行うと、沈殿させることで他の箇所への拡散が折角抑制された底泥を、却って掻き乱してしまい、汚染箇所を広げるおそれがある。このように、河川を流れる土砂や植物残渣を除去して海への流出を防止する技術は、未だ確立されていない。 However, when dredging is performed as in the technique of Patent Document 1, the bottom mud, whose diffusion to other places is suppressed by sedimentation, is disturbed, and there is a possibility that the contaminated part is widened. As described above, a technique for removing sediments and plant residues flowing through rivers and preventing outflow to the sea has not yet been established.
そこで、本発明は、汚染された懸濁物質や汚染された植物残渣等の、河川や水路を流れる、汚染物質が付着した粒子を効率よく捕捉することが可能な汚染粒子捕捉装置の提供を目的とする。 Therefore, the present invention aims to provide a contaminated particle capturing apparatus capable of efficiently capturing particles adhering to pollutants flowing through rivers and waterways, such as contaminated suspended substances and contaminated plant residues. And
上記課題を解決するために、本発明の汚染粒子捕捉装置は、河川または水路に設置され、河川または水路における水の流れを堰き止める面止部と、面止部を貫通する1または複数の通過孔とを有する堰止構造体と、複数の孔が形成された袋形状であり、鉛直方向に向かって延伸した機能部、および、機能部の下方側に形成された流通口と含んで構成される1または複数のフィルタ部と、流通口に接続される集水管とを有し、堰止構造体の上流側に配される本体部と、本体部における集水管の下流側に形成された開口部とを含んで構成され、開口部と通過孔とが連通するように堰止構造体に接続される1または複数の第1捕捉部と、第1捕捉部に対応する位置に設けられ、第1捕捉部の本体部の外面を気泡で洗浄する散気部と、を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above problems, pollution particle trapping apparatus of the present invention is installed in rivers or waterways, and Mentome portion of blocking the flow of water in the river or waterway, 1 or more you penetrate the Mentome portion A dam structure having a passage hole, a bag shape in which a plurality of holes are formed , and a functional part extending in the vertical direction, and a flow port formed on the lower side of the functional part have one or a plurality of filter portions formed, and connected thereto water collecting pipe flow opening, forming a body portion which is disposed upstream of the dam structure, the downstream side of the water collecting pipes definitive the body portion is configured to include a by openings, provided a first capture unit 1 or a plurality of Ru is connected to the damming structure as the opening and the passage hole communicates, at a position corresponding to the first catching portion And an air diffuser that cleans the outer surface of the main body of the first capturing part with bubbles. And butterflies.
また、少なくとも第1捕捉部の上流側に設けられ、本体部の孔よりも大きい孔を複数有し、汚染粒子を通過させるとともに、汚染粒子より大きい物質を捕捉する第2捕捉部をさらに備えるとしてもよい。 Further, it is provided with a plurality of holes larger than the holes of the main body part provided at least on the upstream side of the first capturing part, and further including a second capturing part that allows contaminant particles to pass therethrough and captures substances larger than the contaminant particles. Also good.
また、堰止構造体の上流側の水位を検出する水位検出部と、検出された水位が第1捕捉部の本体部における予め定められた位置以上となった場合に、散気部を駆動する制御部と、をさらに備えるとしてもよい。 In addition, a water level detection unit that detects a water level on the upstream side of the damming structure and a diffuser unit when the detected water level is equal to or higher than a predetermined position in the main body of the first capturing unit. And a control unit.
本発明によれば、汚染された懸濁物質や汚染された植物残渣等の、河川や水路を流れる、汚染物質が付着した粒子を効率よく捕捉することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to capture | acquire efficiently the particle | grains to which the pollutant adhering which flows through rivers and waterways, such as a contaminated suspended substance and a contaminated plant residue, adhered.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in the embodiments are merely examples for facilitating the understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. In the present specification and drawings, elements having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted, and elements not directly related to the present invention are not illustrated. To do.
近年、放射性物質に汚染された樹皮、落ち葉等の植物残渣や土砂といった、汚染物質が付着した粒子(以下、「汚染粒子」と称する)が河川から海へ流出し、海が放射性物質で汚染されることが問題となっている。放射性物質が海へ流出すると、海洋生物に悪影響を及ぼすことが分かっており、河川から海への汚染粒子(土砂や植物残渣)の流出防止が希求されている。 In recent years, particles attached to pollutants (hereinafter referred to as “polluted particles”) such as bark, plant residues such as fallen leaves and earth and sand contaminated with radioactive materials have flowed out from rivers to the sea, and the ocean has been contaminated with radioactive materials. Is a problem. When radioactive materials flow into the sea, they are known to have a negative effect on marine life, and there is a need to prevent the release of contaminated particles (sediment and plant residues) from rivers to the sea.
本願発明者らは、河川敷の土壌を、粒径が200μm未満の粒子(主成分は、シルト、細砂、以下、試料Aと称する)、粒径が200μm以上1000μm以下の粒子(主成分は、細砂のうち粗いもの(≧200μm)、粗砂、以下、試料Bと称する)、粒径が1000μmを上回る粒子(主成分は、植物残渣、以下、試料Cと称する)に分級し、各粒径範囲の粒子の放射性濃度を測定した。詳細には、試料A〜Cの乾燥重量当たりのCs134、Cs137をそれぞれ測定した。その結果を表1に示す。
表1に示すように、Cs134、Cs137のいずれにおいても試料Bが最も低いことが分かった。また、Cs134については、試料Aは試料Bの4.7倍程度の濃度であり、試料Cは試料Bの7.3倍程度の濃度であった。また、Cs137については、試料Aは試料Bの4.8倍程度の濃度であり、試料Cは試料Bの6.2倍程度の濃度であった。 As shown in Table 1, it was found that Sample B was the lowest in both Cs134 and Cs137. Regarding Cs134, sample A had a concentration about 4.7 times that of sample B, and sample C had a concentration about 7.3 times that of sample B. As for Cs137, sample A had a concentration about 4.8 times that of sample B, and sample C had a concentration about 6.2 times that of sample B.
また、シルトや細砂は、河川の土砂のうち相対的に粒径が小さく、植物残渣は河川を流れる物質のうち相対的に比重が小さいため、いずれも沈降速度が相対的に小さい。したがって、シルトや細砂、植物残渣は、河川の水の流れに乗って海へ流出しやすい。本願発明者らは、沈降速度が小さく海へ流出しやすい、シルトや細砂、植物残渣が、特に放射性物質に汚染されていることを確認した。 In addition, silt and fine sand have a relatively small particle size in river sediment, and plant residue has a relatively low specific gravity among substances flowing in the river, so that the sedimentation speed is relatively low. Therefore, silt, fine sand, and plant residues are likely to flow out into the sea on the river water. The inventors of the present application have confirmed that silt, fine sand, and plant residues, which have a low sedimentation rate and easily flow out to the sea, are particularly contaminated with radioactive substances.
そこで、以下では、汚染されたシルトや細砂(水中で懸濁物質となる粒子、以下、単に「懸濁物質」と称する)、汚染された植物残渣等の、河川を流れる汚染粒子を効率よく捕捉することが可能な汚染粒子捕捉装置について説明する。 Therefore, in the following, polluted particles flowing through rivers such as contaminated silt and fine sand (particles that become suspended substances in water, hereinafter simply referred to as “suspended substances”), contaminated plant residues, etc. are efficiently collected. A contamination particle capturing apparatus capable of capturing will be described.
(第1の実施形態:汚染粒子捕捉装置100)
図1は、第1の実施形態にかかる汚染粒子捕捉装置100を上面から見た図であり、図2は、図1のII−II線のYZ断面図である。本実施形態の図1、図2では、垂直に交わるX軸、Y軸、Z軸(鉛直方向)を図示の通り定義している。また、図1、図2中、水の流れを白抜き矢印で、信号の流れを破線の矢印で示す。
(First Embodiment: Contaminating Particle Capture Device 100)
FIG. 1 is a top view of a contaminant
図1、図2に示すように、汚染粒子捕捉装置100は、水とともに河川10を流れる汚染粒子を捕捉する装置であり、堰止構造体110と、第1捕捉部130と、散気部150と、第2捕捉部160と、水位検出部170と、制御部180とを含んで構成される。なお、本実施形態にかかる汚染粒子捕捉装置100は、複数(ここでは、図1に示すように5つ)の第1捕捉部130(詳細には、通過孔114および第1捕捉部130)を備える構成について説明するが、第1捕捉部130の数は、河川10の大きさや流速等に応じて任意に決定することができ、1つであってもよい。
As shown in FIGS. 1 and 2, the contaminated particle capturing
堰止構造体110は、例えば、土嚢やコンクリート構造物で構成され、河川10に設置される。本実施形態において堰止構造体110は、河川10の川幅全幅に亘って設置される。堰止構造体110は、河川10における水の流れを堰き止める面止部112と、面止部112を貫通するように形成され、面止部112の上流側で堰き止められた水を下流側へ通過させる1または複数の通過孔114とを含んで構成される。
The
第1捕捉部130は、複数の孔が形成された袋形状であり、河川10の上流に向かって延伸して配される本体部132と、本体部132の下流側に形成された開口部134とを含んで構成され、開口部134と通過孔114とが連通するように堰止構造体110に接続される。ここで、袋形状は、内部に空間が形成され、開口部134を通じて内部と外部とが連通する形状である。また、本体部132における開口部134が形成される端部と反対側の端部は、錘等を含んで構成される固定部136によって河川10に固定される。
The first capturing
本体部132に形成された孔の径(または目開き、目合い)は、汚染粒子の多くが通過不可能、もしくは、通過困難な大きさである。具体的に説明すると、本体部132に形成された孔の径は、目的とする捕捉対象(例えば、懸濁物質と植物残渣の両方の捕捉を目的とするか植物残渣のみの捕捉を目的とするか)に応じて決定され、例えば、0.02mm〜2mmのうち予め定められた大きさである。
The diameter (or opening, mesh) of the hole formed in the
また、第1捕捉部130の開口部134は、通過孔114の径と実質的に等しく、本体部132および第1捕捉部130の開口部134を通過した水がすべて通過孔114に導入されるように、第1捕捉部130が堰止構造体110に接続される。
Further, the
したがって、豪雨時等河川10の水量が大幅に増加し、河川10を流れる水が堰止構造体110をオーバーフローしない限り、面止部112に堰き止められた水は、第1捕捉部130を通じてすべて通過孔114に導入されることとなる。つまり、本体部132の外面132aにおいて汚染粒子が捕捉され、本体部132によってろ過された水は、本体部132内を通って通過孔114へ流れ込むこととなる。したがって、水は、ほぼ全量が第1捕捉部130の本体部132の外面132aを通過することとなるため、第1捕捉部130は、本体部132の孔の径以上の大きさの汚染粒子をほぼ完全に捕捉することができる。
Therefore, unless the amount of water in the
また、面止部112によって、堰止構造体110の上流側と下流側とで水位差が形成されることとなるため、本体部132を通過する水の流速を大きくすることができ、第1捕捉部130による汚染粒子の捕捉量を高めることが可能となる。
Moreover, since the water level difference is formed between the upstream side and the downstream side of the
図3は、第1の実施形態にかかる第1捕捉部130の具体的な構成を説明するための図である。図3に示すように、第1捕捉部130の本体部132は、1または複数のフィルタユニット140と、閉塞部144と、接続部材146とを含んで構成される。
FIG. 3 is a diagram for explaining a specific configuration of the
フィルタユニット140は、複数の孔が形成され可撓性を有する筒形状の捕捉部142aと、複数の孔が形成され捕捉部142aよりも剛性が高く小径の筒形状の支持部142bとを含んで構成され、捕捉部142aに支持部142bが挿通されてなる。かかる構成により、支持部142bが、汚染粒子を捕捉する機能を有する捕捉部142aの形状を維持することができ、河川10を流れる水によって捕捉部142aが変形してしまう事態を回避することが可能となる。
The
なお、捕捉部142aに形成された孔の径(または目開き、目合い)は、汚染粒子の多くが通過不可能、もしくは、通過困難な大きさであり、例えば、0.02mm〜2mmのうち予め定められた大きさである。つまり、捕捉部142aの外周面が本体部132の外面132aを構成することとなる。また、支持部142bに形成された孔の径(または目開き、目合い)は、少なくとも捕捉部142aの孔の径以上である。
In addition, the diameter (or opening, mesh) of the hole formed in the
閉塞部144は、例えば、有底筒形状の管で構成され、接続部材146によってフィルタユニット140に接続される。
The blocking
接続部材146は、フィルタユニット140同士、フィルタユニット140と閉塞部144、または、フィルタユニット140と通過孔114を構成する連通管120を覆う筒形状のクッション部146aと、クッション部146aの外周面から、閉塞部144、捕捉部142a、連通管120を巻き回すバンド146bとを含んで構成され、フィルタユニット140同士、フィルタユニット140と閉塞部144、または、フィルタユニット140と連通管120を接続する。
The connecting
図3に示すように、本実施形態においてバンド146bが、2箇所固定することにより、フィルタユニット140同士、フィルタユニット140と閉塞部144、または、フィルタユニット140と連通管120を強固に接続することができる。ここで、2箇所は、クッション部146aにおける閉塞部144に対応する位置とフィルタユニット140に対応する位置、クッション部146aにおけるフィルタユニット140に対応する位置2箇所、または、クッション部146aにおけるフィルタユニット140に対応する位置と連通管120に対応する位置である。
As shown in FIG. 3, in this embodiment, the
図1、図2に戻って説明すると、散気部150は、ブロワ152と、送出管154と、散気管156(図4中、156a〜156dで示す)とを含んで構成される。散気管156は、第1捕捉部130に対応する位置に設けられ、散気部150は、後述する制御部180の制御指令に応じて、第1捕捉部130の本体部132の外面132aを気泡で洗浄する。
Returning to FIGS. 1 and 2, the
散気部150が本体部132の外面132aを気泡で洗浄する構成により、本体部132の外面132aにおいて捕捉された汚染粒子を本体部132から脱離させることができる。これにより、汚染粒子による本体部132の目詰まりを抑制することができ、本体部132が目詰まりすることで通過孔114を通じた水の流れが停滞してしまう事態を回避することが可能となる。
With the configuration in which the
図4は、第1の実施形態にかかる散気部150における散気管156の配置を説明するための図である。本実施形態の図4では、垂直に交わるX軸、Y軸、Z軸(鉛直方向)を図示の通り定義している。また、図4中、水の流れを白抜き矢印で、信号の流れを破線の矢印で示す。なお、図4中、理解を容易にするために第1捕捉部130を破線で示す。
FIG. 4 is a diagram for explaining the arrangement of the diffusing
図4に示すように、送出管154は、ブロワ152に接続され、送出管154から散気管156a〜散気管156dが分岐される。また、河川10の上流側から堰止構造体110に向けて順に、散気管156a、散気管156b、散気管156c、散気管156d、が配される。
As shown in FIG. 4, the
散気管156a〜散気管156dには、ブロワ152から送出された空気を水中に放出する複数の孔(例えば、孔径が300μm〜1000μm)が形成され、河川10における水の流れ方向と直交する方向(図4中X軸方向)に延伸して配される。つまり、散気管156a〜散気管156dは、第1捕捉部130の延伸方向(図4中Y軸方向)と直交する方向に延伸して配されることとなる。このように、第1捕捉部130の延伸方向と散気管156a〜散気管156dの延伸方向が直交するように配される構成により、河川10における水の流れによって第1捕捉部130の本体部132が川幅方向(図4中X軸方向)に移動したとしても、散気管156a〜散気管156dの鉛直上方に位置することになるので、確実に本体部132の外面132aを気泡で洗浄することが可能となる。
A plurality of holes (for example, a hole diameter of 300 μm to 1000 μm) for discharging the air sent from the
また、散気管156a〜散気管156dの鉛直方向(図4中Z軸方向)の高さは、各々が実質的に等しいとよい。これにより、第1捕捉部130の本体部132を偏りなく、安定して気泡で洗浄することができる。
Further, the heights of the
図1、図2に戻って説明すると、第2捕捉部160は、少なくとも河川10における第1捕捉部130の上流側に設けられ、本体部132の孔よりも大きい孔を複数有し、汚染粒子を通過させるとともに、汚染粒子より大きい物質を捕捉する。ここで、第2捕捉部160に形成された孔の径(または目開き)は、例えば、1cm〜10cmのうち、河川10の状態により予め定められた大きさである。
Referring back to FIGS. 1 and 2, the
第2捕捉部160を備える構成により、水とともに河川10を流れる固形物のうち、懸濁物質や植物残渣よりも粒径の大きい、中砂、粗砂、礫等(以下、単に「粗粒子」と称する)を捕捉することができる。これにより、第1捕捉部130へ粗粒子が流入するのを阻止し、粗粒子によって第1捕捉部130の本体部132が破損して、破損箇所から汚染粒子がリークしてしまう事態を回避することが可能となる。
Of the solids flowing through the
また、第1捕捉部130の上流側に第2捕捉部160を配することにより、第2捕捉部160において粗粒子を捕捉し、第1捕捉部130においては汚染粒子(懸濁物質、植物残渣)のみを捕捉することができる。つまり、第1捕捉部130が捕捉する固形物は、粗粒子が取り除かれた状態となっている。かかる構成により、第1捕捉部130によって捕捉された固形物を回収した後に、放射性物質の吸着量が相対的に少ない粗粒子と、放射性物質の吸着量が相対的に多い汚染粒子との分離が仮に必要になった場合であっても、分離作業を行う必要がなく、それに要するコストや手間を削減することが可能となる。また、第1捕捉部130の周辺に粗粒子が蓄積して第1捕捉部130の機能を阻害するおそれもなくなる。
In addition, by arranging the
また、本実施形態において第2捕捉部160は、河川10の川幅全幅に亘って設けられる(図1、図2参照)。これにより、河川10を流れる粗粒子を確実に捕捉することが可能となる。
In the present embodiment, the
また、本実施形態において第2捕捉部160は、河川10における水の流れと直交する面から予め定められた角度傾けて設けられるとよい。河川10における水の流れと直交するように設置した場合と第2捕捉部160の深さ(図1、図2中、Z軸方向の長さ)が等しいとすると、第2捕捉部160を傾けて設置することにより、直交するように設置した場合と比較して第2捕捉部160による捕捉面積を拡大することができ、大量の固形物が到来したとしても目詰まりせず、粗粒子を捕捉し続けることが可能となる。
In the present embodiment, the
水位検出部170は、堰止構造体110の上流側の水位を検出する。
The water
制御部180は、CPU(中央処理装置)を含む半導体集積回路で構成され、ROMからCPU自体を動作させるためのプログラムやパラメータ等を読み出し、ワークエリアとしてのRAMや他の電子回路と協働して汚染粒子捕捉装置100全体を管理および制御する。本実施形態において、制御部180は、水位検出部170が検出した水位に基づいて、散気部150のブロワ152を駆動制御する。
The control unit 180 is composed of a semiconductor integrated circuit including a CPU (central processing unit), reads programs and parameters for operating the CPU itself from the ROM, and cooperates with a RAM as a work area and other electronic circuits. Thus, the entire contaminated
具体的に説明すると、制御部180は、水位検出部170によって検出された水位が第1捕捉部130の本体部132の上面以上(例えば、複数の本体部132のうちいずれか1の上面以上)となった場合に、ブロワ152を駆動する。かかる構成により、消費電力を最小限に抑えつつ、散気部150による散気によって本体部132から効率よく汚染粒子を脱離させることができる。
More specifically, in the control unit 180, the water level detected by the water
以上説明したように、本実施形態にかかる汚染粒子捕捉装置100によれば、汚染された懸濁物質や汚染された植物残渣等の、河川を流れる汚染粒子を効率よく捕捉することができる。これにより、堰止構造体110から送出される水は、汚染粒子が除去された状態となり、河川10から海への汚染粒子の流出を防止することが可能となる。
As described above, according to the contaminated
なお、第1捕捉部130によって捕捉された汚染粒子は、堰止構造体110の上流側に滞留することになるため、予め定められた量の汚染粒子が滞留したら、不図示の浚渫装置で河川10から汚染粒子を浚渫し、適切な処理(例えば、さらなる濃縮)を施し、適切な場所に保管するとよい。
In addition, since the contaminated particles captured by the
また、堰止構造体110の上流側の川底に、予め窪みを形成しておくと、浚渫が容易となる。なお、この場合、窪みを川岸の近傍に形成することで、浚渫をより容易とすることができる。
Moreover, if a depression is formed in advance in the riverbed upstream of the
(第1の実施形態の変形例)
図5は、第1の実施形態の変形例にかかる汚染粒子捕捉装置100を説明するための図である。本実施形態の図5では、垂直に交わるX軸、Y軸、Z軸(鉛直方向)を図示の通り定義している。また、図5中、水の流れを白抜き矢印で示す。
(Modification of the first embodiment)
FIG. 5 is a diagram for explaining a contaminated
図5に示すように、第1の実施形態の変形例において第2捕捉部160は、本体部132の孔よりも大きい孔(例えば、1cm〜10cm)を複数有した、例えば、平坦な形状の網で構成され、略水平方向に延在して、第1捕捉部130および堰止構造体110の鉛直上方(図5中Z軸方向)に設置される。つまり、第2捕捉部160の上流側端部160aの位置は、第1捕捉部130よりも上流側であり、下流側端部160bは、堰止構造体110の上方であり、第2捕捉部160が堰止構造体110および第1捕捉部130を覆うように設置される。
As shown in FIG. 5, in the modified example of the first embodiment, the
このように第2捕捉部160を設置する構成により、第2捕捉部160の一部が目詰まりしたとしても、目詰まりした箇所の下流側で粗粒子を捕捉することができるため、第2捕捉部160の目詰まりのリスクを低減することが可能となる。これにより、メンテナンスに要するコストを低減することができる。
With the configuration in which the
(実施例)
本願発明者らは、本体部132として目開き35μm、面積0.1m2のプランクトンネットを用い、堰止構造体110による水位差と第1捕捉部130を通過する水の流量について検討した。その結果、清水を用いたところ、水位差(圧力損失)が8mmであるとき、第1捕捉部130を通過する水の流量は、0.55L/sec(第1捕捉部130の本体部132の面を通過する水の流速は、0.5cm/sec)であることが分った。
(Example)
The inventors of the present application used a plankton net having an opening of 35 μm and an area of 0.1 m 2 as the
また、土壌懸濁液を用い、清水と実質的に等しい流速で第1捕捉部130を通過させたところ、圧力損失は上がるものの、60%〜85%の懸濁物質除去率を得ることができることが確認できた。
In addition, when the
つまり、堰止構造体110によって、例えば80cmの水位差が得られれば、清水では最大50cm/secの流速となる可能性があり、本体部132の表面積/設置箇所の容積=5と仮定すると、堰止構造体110によって1m3の水が堰き止められている場合、第1捕捉部130を通過する清水の流量は2.5m3/sec(0.5m/sec×5)となる。したがって、汚染粒子捕捉装置100によって、滞留時間1秒以下といった高速処理も可能である。また、捕捉された汚染粒子によって流量が1/10となっても、数秒の滞留時間での処理が可能であることが分った。
That is, if a water level difference of, for example, 80 cm is obtained by the
(第2の実施形態:汚染粒子捕捉装置200)
図6は、第2の実施形態にかかる汚染粒子捕捉装置200を上面から見た図であり、図7は、図6のVI−VI線のYZ断面図である。本実施形態の図6、図7では、垂直に交わるX軸、Y軸、Z軸(鉛直方向)を図示の通り定義している。また、図6、図7中、水の流れを白抜き矢印で、信号の流れを破線の矢印で示す。
(Second Embodiment: Contaminating Particle Capture Device 200)
FIG. 6 is a top view of the contaminating
図6、図7に示すように、汚染粒子捕捉装置200は、水とともに河川10を流れる汚染粒子を捕捉する装置であり、堰止構造体110と、捕捉ユニット210と、水位検出部170と、制御部180とを含んで構成される。なお、第1の実施形態で説明した構成要素と実質的に機能が等しい構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
As shown in FIGS. 6 and 7, the contaminated
捕捉ユニット210は、支持機構220と、第1捕捉部230と、散気部150と、第2捕捉部260とを含んで構成される。支持機構220は、中央に切り欠きが形成された平板形状の部材であり、第1捕捉部230、第2捕捉部260を支持する。支持機構220には、浮き222が設けられており、支持機構220は、浮き222によって水面に配され、第1捕捉部230、第2捕捉部260が水中に維持されるように支持する。また、散気部150を構成する散気管156は、第2捕捉部260によって支持される。したがって、第2捕捉部260に支持された散気管156も水中に維持されることとなる。
The capturing
図8は、第2の実施形態にかかる第1捕捉部230の斜視図である。なお、図8中、理解を容易にするために、第2捕捉部260の図示を省略する。図8に示すように、第1捕捉部230は、フィルタ部240と、集水管250とを含んで構成される本体部232と、集水管250の下流側に形成された開口部234とを含んで構成され、固定機構236によって支持機構220に固定される。
FIG. 8 is a perspective view of the
フィルタ部240は、複数の孔が形成された袋形状であり、鉛直方向(図8中Z軸方向)に向かって延伸した機能部242と、機能部242の下方側に形成された流通口244とを含んで構成される。なお、本実施形態にかかる捕捉ユニット210は、複数(ここでは、図8に示すように36個)のフィルタ部240を備える構成について説明するが、フィルタ部240の数は、河川10の大きさや流速等に応じて任意に決定することができ、1つであってもよい。
The
機能部242は、例えば、上述したフィルタユニット140と、閉塞部144と、接続部材146とを含んで構成される。なお、機能部242(捕捉部142a)に形成された孔の径(または目開き、目合い)は、汚染粒子の多くが通過不可能、もしくは、通過困難な大きさである。具体的に説明すると、機能部242に形成された孔の径は、目的とする捕捉対象(例えば、懸濁物質と植物残渣の両方の捕捉を目的とするか植物残渣のみの捕捉を目的とするか)に応じて決定され、例えば、0.02mm〜2mmのうち予め定められた大きさである。
The
本実施形態において、閉塞部144は、中空の有底筒形状の管で構成され、閉塞部144が水面の位置に配されるように、固定機構236によって支持機構220に固定される。かかる構成により、フィルタユニット140が、閉塞部144の浮力によって、鉛直方向に支持されることとなるため、汚染粒子を捕捉する機能を有するフィルタユニット140の形状を維持することができ、河川10を流れる水によってフィルタユニット140が変形してしまう事態を回避することが可能となる。
In the present embodiment, the closing
機能部242の下方側に形成された流通口244には、集水管250が接続される。集水管250は、流通口244に接続された流通管252と、流通管252同士を連通させ、流通管252を通じて回収された水を受け入れる回収管254と、回収管254から延伸した延伸管256とを含んで構成される。
A
そして、集水管250を構成する管のうち、最も下流側に配される延伸管256の下流側端部に開口部234が形成されることとなる。
And the
つまり、面止部112に堰き止められた水は、機能部242の外面において汚染粒子が捕捉され、機能部242によってろ過された水は、機能部242内を通って、流通口244から流通管252へ流れ込む。そして、流通管252に流れ込んだ水は、回収管254、延伸管256、延伸管256に形成された開口部234を通じて、通過孔114へ流れ込むこととなる。したがって、水は、ほぼ全量が機能部242の外面を通過することとなるため、機能部242は、孔の径以上の大きさの汚染粒子をほぼ完全に捕捉することができる。
That is, the water blocked by the
なお、本実施形態において、延伸管256は、可撓性を有するフレキシブル管で構成される。かかる構成により、水位変動や水流等によって捕捉ユニット210が移動したとしても、捕捉ユニット210と通過孔114とを安定して接続することが可能となる。
In the present embodiment, the extending
図6、図7に戻って説明すると、本実施形態においても、散気部150は、ブロワ152と、送出管154と、散気管156とを含んで構成される。散気管156は、フィルタ部240に対応する位置に設けられ、散気部150は、制御部180の制御指令に応じて、フィルタ部240の機能部242の外面を気泡で洗浄する。
Returning to FIG. 6 and FIG. 7, also in the present embodiment, the
散気部150がフィルタ部240の外面を気泡で洗浄する構成により、機能部242の外面において捕捉された汚染粒子を機能部242から脱離させることができる。これにより、汚染粒子による機能部242の目詰まりを抑制することができ、機能部242が目詰まりすることで通過孔114を通じた水の流れが停滞してしまう事態を回避することが可能となる。
With the configuration in which the
第2捕捉部260は、例えば、金網で構成され、図7に示すように、本体部232を囲繞するように支持機構220に支持される。第2捕捉部260は、機能部242の孔よりも大きい孔を複数有し、汚染粒子を通過させるとともに、汚染粒子より大きい物質を捕捉する。ここで、第2捕捉部260に形成された孔の径(または目開き)は、例えば、1cm〜10cmのうち、河川10の状態により予め定められた大きさである。
The
第2捕捉部260が本体部232を囲繞するように支持機構220に支持されるため、河川10を流れる水は、まず、第2捕捉部260を通過し、その後、本体部232のフィルタ部240、集水管250を通過し、開口部234を通じて通過孔114に流れ込むこととなる。つまり、第2捕捉部260は、河川10における本体部232(第1捕捉部230)の上流側に設けられることとなる。
Since the
第2捕捉部260を備える構成により、水とともに河川10を流れる固形物のうち、懸濁物質や植物残渣よりも粒径の大きい粗粒子を捕捉することができる。これにより、本体部232へ粗粒子が流入するのを阻止し、粗粒子によって本体部232のフィルタ部240が破損して、破損箇所から汚染粒子がリークしてしまう事態を回避することが可能となる。
By the structure provided with the
また、第2捕捉部260を、金網等の高い剛性を有する材料で構成することにより、散気管156を支持することができる。
Moreover, the
以上説明したように、本実施形態にかかる汚染粒子捕捉装置200によれば、汚染された懸濁物質や汚染された植物残渣等の、河川を流れる汚染粒子を効率よく捕捉することができる。これにより、堰止構造体110から送出される水は、汚染粒子が除去された状態となり、河川10から海への汚染粒子の流出を防止することが可能となる。
As described above, according to the contaminated
なお、汚染粒子捕捉装置200は、機能部242の鉛直方向の長さを長くするほど、同じ気泡量で、第1捕捉部230の機能部242の外面を広く洗浄できるため、堰止構造体110の上流側の水深が深くとれる場所に設置するとよい。また、既存の堰堤やダムを堰止構造体110として利用することもできる。なお、堰止構造体110の上流側の水深が深くとれる場所に設置する場合、堰止構造体110の上流側の水量が大きくなるため、粗粒子は、捕捉ユニット210に到達する前に川底に沈殿すると考えられる。
In addition, the contamination
また、本実施形態にかかる汚染粒子捕捉装置200の捕捉ユニット210は、機能部242が第2捕捉部260によって囲繞されることとなるため、川底への接触によって機能部242が破損する事態を回避することができる。
Moreover, since the
また、汚染粒子捕捉装置200の捕捉ユニット210は、工場で製作できるため、汚染粒子捕捉装置100と比較して、汚染粒子捕捉装置200の設置工事を容易にすることができる。
In addition, since the capturing
また、本実施形態において、制御部180は、水位検出部170によって検出された水位が第1捕捉部230の本体部232における予め定められた位置(例えば、機能部242の鉛直方向における中央の高さ)以上となった場合に、ブロワ152を駆動する。かかる構成により、消費電力を最小限に抑えつつ、散気部150による散気によって本体部132から効率よく汚染粒子を脱離させることができる。
In the present embodiment, the control unit 180 determines that the water level detected by the water
(第2の実施形態の変形例)
第2の実施形態の変形例にかかる汚染粒子捕捉装置200は、堰止構造体110と、捕捉ユニット310と、水位検出部170と、制御部180とを含んで構成される。また、捕捉ユニット310は、支持機構320と、第1捕捉部330と、散気部150と、第2捕捉部260とを含んで構成される。なお、第2の実施形態で説明した構成要素と実質的に機能が等しい構成要素については、同一の符号を付して説明を省略し、ここでは、構成の異なる支持機構320、および、第1捕捉部330について詳述する。
(Modification of the second embodiment)
The contaminated
図9は、第2の実施形態の変形例にかかる汚染粒子捕捉装置200の第1捕捉部330を説明するための図であり、図9(a)は第1捕捉部330を上面から見た図であり、図9(b)は図9(a)のIX(b)−IX(b)線のXZ断面図である。本実施形態の図9では、垂直に交わるX軸、Y軸、Z軸(鉛直方向)を図示の通り定義している。なお、図9中、理解を容易にするために、第2捕捉部260の図示を省略する。
FIG. 9 is a view for explaining the
図9に示すように、第1捕捉部330は、フィルタ部340と、集水管350とを含んで構成される本体部332と、集水管350の下流側に形成された開口部334とを含んで構成され、支持機構320に固定される。
As shown in FIG. 9, the
フィルタ部340は、機能部342と、支持管346とを含んで構成される。機能部342は、複数の孔が形成された袋形状であり、鉛直方向(図9中Z軸方向)に向かって延伸した捕捉部342aと、捕捉部342a内部に設けられた支持部342bとを含んで構成される。
The
支持部342bは、捕捉部342aに形成された孔より径が大きい孔が形成された剛性の大きい、例えば、プラスチックで形成された管であり、支持部342bの下端に開口342cが形成される。また、支持部342bは鉛直方向に延伸するように配される。支持部342bを捕捉部342a内に配することで、捕捉部342aの内側の水が支持管346を経て集水管350内に流入することによって形成される負圧で、支持部342bを囲繞する捕捉部342aが密着してしまう事態を回避することがきる。
The
支持管346は、例えば、プラスチックで形成された管であり、捕捉部342aの内側に配される。詳細に説明すると、支持管346aには、開口が形成されており、当該開口は、支持部342bに形成された開口342cに接続される。支持管346bは、支持管346aに接続され、開口342cから受入した水が流通する。また、支持管346bの下端には、流通口344が形成されており、当該流通口344は、集水管350を構成する流通管352に接続される。
The
また、支持管346cは、支持管346b同士を接続する管であり、内部には、空気が溜まるように構成される。
The
集水管350は、流通口344に接続された流通管352と、流通管352同士を連通させ、流通管352を通じて回収された水を受け入れる回収管354と、回収管354から延伸した延伸管356とを含んで構成される。
The
そして、集水管350を構成する管のうち、最も下流側に配される延伸管356の下流側端部に開口部334が形成されることとなる。
And the
続いて、第1捕捉部330の製造方法について説明すると、まず、支持部342bと、支持管346とを組み立て、その上から捕捉部342aを被せる。なお、捕捉部342aは、例えば、シート形状の網を長方形に切断し、1回折り返して2方向の縁を縫う、もしくは、接着して縫い代を形成して、袋形状とするとよい。
Next, the manufacturing method of the
そして、捕捉部342aの下部を支持管346bの、支持管346aとの接続部よりも下部と密着させるように固定し、捕捉部342aからの水のリーク、または、捕捉部342a内への水のリークを防止する。続いて、支持管346bを集水管350の流通管352に接続する。
Then, the lower part of the capturing
このように第1捕捉部330を製造する構成により、フィルタ部340を作成する作業の手間が大幅に削減できる。
Thus, the structure which manufactures the 1st capture |
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to this embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Is done.
例えば、上述した第1の実施形態において、一端が閉塞部144によって閉塞された本体部132について説明したが、本体部132は、その外面132aで汚染粒子を捕捉し、本体部132によってろ過された水を通過孔114へ流し出すことができれば形状に限定はない。例えば、第1捕捉部130は、両端部に2つの開口部134を有する筒形状の本体部で構成され、一方の開口部134を1の通過孔114に接続し、他方の開口部134を他の通過孔114に接続してもよい。この場合、本体部132は、略U字形状となる。
For example, in the first embodiment described above, the
また、上述した第1の実施形態において、フィルタユニット140の閉塞部144が水中に位置する場合を例に挙げて説明したが、少なくとも閉塞部144より下方に捕捉部142aが配されればよく、閉塞部144は、水面上に位置してもよい。
Further, in the first embodiment described above, the case where the blocking
また、上述した第1の実施形態において、通過孔114と第1捕捉部130との組み合わせが、鉛直方向に1つのみ形成される汚染粒子捕捉装置100について説明した。しかし、通過孔114と第1捕捉部130との組み合わせの数や配置に限定はなく、通過孔114と第1捕捉部130との組み合わせが、鉛直方向に2つ以上形成されるとしてもよい。
Moreover, in 1st Embodiment mentioned above, the combination of the through-
また、上述した第1の実施形態において、第2捕捉部160が平坦な形状である場合について説明したが、網であれば、湾曲していても屈曲していてもよい。
Moreover, although the case where the 2nd capture |
また、上述した第1の実施形態において、汚染粒子捕捉装置100は第2捕捉部160を1つ備える構成について説明したが、第2捕捉部160を複数備えてもよい。この場合、各第2捕捉部160の孔の径を異にしておき、河川10の上流側から下流側になるにしたがって、孔の径が小さい第2捕捉部160を配するとよい。
Further, in the first embodiment described above, the contamination
また、上述した第1の実施形態において、堰止構造体110が、河川10の川幅全幅に亘って設置される構成について説明した。しかし、堰止構造体110の面止部112は、河川10における水の流れを少なくとも一部堰き止めることができればよく、堰止構造体110は河川10の川幅の一部に設置されるとしてもよい。
Moreover, in 1st Embodiment mentioned above, the
また、上述した汚染粒子捕捉装置100においては、どの通過孔114に接続された第1捕捉部130が破損したか否かを、堰止構造体110の下流側から目視することで検出することができる。つまり、第1捕捉部130が破損すると、当該破損した第1捕捉部130に接続された通過孔114から流出する水が濁ることとなるため、容易に第1捕捉部130の破損を検出することができる。破損を検出した場合には、第1捕捉部130を交換するとよい。
Moreover, in the contaminated
また、例えば、河川10の状態(川底の石、木片等)によって本体部132、232が破損するおそれがある場合、川底にシート、魚網、金網等、本体部132、232を破損から保護するための保護材を敷設してもよい。
Further, for example, when there is a possibility that the
また、汚染粒子捕捉装置100、200は、隣り合う本体部132、232同士、または、機能部242、342同士の間隙を維持するための機構を備えるとしてもよい。
Moreover, the contaminated
また、本体部132の、水の流れ方向の長さ(図1、図2Y軸方向)に限定はないが、長ければ長いほど、表面積(ろ過面積)を稼ぐことができるため、例えば、10m程度が好ましい。
Moreover, although there is no limitation in the length (FIG. 1, FIG. 2 Y-axis direction) of the water flow direction of the main-
また、上述した第2の実施形態の変形例において、汚染粒子捕捉装置200が支持機構320を備える構成について説明したが、集水管350の強度が十分であれば、支持機構320を省略してもよい。
Moreover, in the modification of 2nd Embodiment mentioned above, although the contamination
また、上述した実施形態において、水位検出部170によって検出された水位が第1捕捉部130、230、330の本体部132、232、332における予め定められた位置以上となった場合に、散気部150を駆動する機能を遂行する制御部をソフトウエアで構成する場合を例に挙げて説明した。しかし、かかる機能を遂行する制御部をハードウエア、例えば、リレー回路で構成してもよい。
Further, in the above-described embodiment, when the water level detected by the water
また、上述した実施形態において、汚染粒子捕捉装置100、200を河川10に設置する場合を例に挙げて説明したが、設置箇所は河川10に限定されず、例えば、住宅の除染で生じた排水が流通する排水路や農業用水路等の水路に設置してもよい。
In the above-described embodiment, the case where the contaminated
本発明は、河川や水路を流れる、汚染物質が付着した粒子を捕捉する汚染粒子捕捉装置に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a contaminated particle capturing apparatus that captures particles attached with contaminants flowing in rivers and waterways.
100、200 汚染粒子捕捉装置
110 堰止構造体
112 面止部
114 通過孔
130、230、330 第1捕捉部
132、232、332 本体部
132a 外面
134、234、334 開口部
150 散気部
160、260 第2捕捉部
170 水位検出部
180 制御部
240 フィルタ部
242、342 機能部
244、344 流通口
250、350 集水管
100, 200 Contaminating
Claims (3)
複数の孔が形成された袋形状であり、鉛直方向に向かって延伸した機能部、および、該機能部の下方側に形成された流通口と含んで構成される1または複数のフィルタ部と、前記流通口に接続される集水管とを有し、前記堰止構造体の上流側に配される本体部と、該本体部における該集水管の下流側に形成された開口部とを含んで構成され、該開口部と前記通過孔とが連通するように該堰止構造体に接続される1または複数の第1捕捉部と、
前記第1捕捉部に対応する位置に設けられ、該第1捕捉部の本体部の外面を気泡で洗浄する散気部と、
を備えたことを特徴とする汚染粒子捕捉装置。 Installed in rivers or waterways, and Mentome portion of blocking the flow of water in該河river or waterway, the dam structure having a one or more apertures you through the said surface retaining portion,
One or a plurality of filter parts configured to include a functional part extending in the vertical direction and a circulation port formed on the lower side of the functional part, in a bag shape in which a plurality of holes are formed ; It has a collecting water pipe connected to the flow port, includes a main body portion which is disposed upstream of the dam structure, and an opening formed on the downstream side of said population water pipe definitive to the body portion in the structure, the opening and the passage hole and the first catching portion 1 or more Ru is connected to the weir stop structure so as to communicate,
An air diffuser provided at a position corresponding to the first capturing part, and cleaning the outer surface of the main body part of the first capturing part with bubbles,
Contaminating particle trapping device characterized by comprising:
検出された前記水位が前記第1捕捉部の本体部における予め定められた位置以上となった場合に、前記散気部を駆動する制御部と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項1または2に記載の汚染粒子捕捉装置。 A water level detector for detecting the water level upstream of the damming structure;
A controller that drives the air diffuser when the detected water level is greater than or equal to a predetermined position in the main body of the first capture unit;
Contaminating particles capturing apparatus according to claim 1 or 2, further comprising a.
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