JP6871552B2 - 河川や湖沼、池、海洋の区域閉鎖式浄化工法 - Google Patents
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Description
本発明は、河川や湖沼、池、海洋（以下、河川等と言う）の浄化工法の改良に関するものであり、河川等の底部に堆積したヘドロ等の浚渫時に生ずる河床等を形成する土砂層の喪失や悪臭の発生、水質の汚染等の環境破壊を有効に防止しつつ、高能率で経済的に、ヘドロの排出除去（浚渫）と水質の浄化を同時に出来るようにした河川等の区域閉鎖式浄化工法に関するものである。
汚染された河川や湖沼等の環境の回復には、水内の汚濁物質を除去して水質そのものの改善を図ると共に、川底等に堆積したヘドロを水内への再拡散（再浮上）を生ずることなしに排出除去することとが、夫々必要となる。
而して、本願発明者は、永年に亘って河川等の浄化処理技術の開発及びその施工に携わっており、これ迄にも、各種の河川等の浄化処理工法（例えば特開２００５−２０５２８１号、特開２０１５―２０３２１０号等）や浄化処理剤（特開２００４−３２１９７７号、ＷＯ２００８/１０５５２１号等）を開発し、これを公開している。
上記特開２００５−２０５２８１号は、図６に示すように、小型船舶Ａに搭載した薬剤混合・噴射装置Ｃ等から河川水内へ凝集用薬剤Ｂを噴出し、船舶Ａのスクリュー等により凝集用薬剤Ｂを水内へ撹拌混合すると共に、凝集剤Ｂの撹拌により汚濁物質を凝集し、水内に浮遊した汚濁物質の凝集物（フロッグ）を、船舶Ａにより牽引するメッシュ状薄板体Ｄ１から成る回収具Ｄの外表面に付着させ、これにより水中に浮遊する凝集物（フロッグ）を回収するものであり、水内に浮遊する汚濁物質を比較的効率よく除去することが出来る。
しかし、当該工法では、河川の底部等に堆積、沈着したヘドロ等を除去することが不可能であり、当該工法により河川の底部に堆積固着したヘドロ等を回収除去するためには、先ず、堆積したヘドロ等を掻き混ぜして水中に再浮遊させ、次に、これに凝集用薬剤Ｂを撹拌混合して浮遊したヘドロを凝集物（フロッグ）とし、その後、この凝集物（フロッグ）を回収具Ｄにより回収することとなり、作業能率や経済性、下流域に於ける環境汚染の発生等の点で多くの問題が残されている。
そのため、現実には、河川床（河川底部）に堆積固着したヘドロの除去は、従前から掘削機や掬取用バケット、ホッパ、吸引ポンプ等を備えた浚渫船（台船）を用いて施工されており、所謂掘削掬取式や掘削吸引式の浚渫工法が一般に広く用いられている。
ところが、当該掘削掬取式や掘削吸引式の浚渫装置を用いるヘドロ浚渫には、（１）ヘドロの掘削掬取や掘削吸引時に水中へ巻き上がるヘドロにより、周辺水域が広範囲に亘って著しく汚染されること、（２）河床を形成する土壌や砂等も一緒に浚渫されるため、河川の自然浄化作用が喪失されること、（３）土壌や砂の浚渫により、河川床の貧酸素化が生じ、水中生物への悪影響が甚大になること、等の基本的な問題が存在する。
ところが、当該掘削掬取式や掘削吸引式の浚渫装置を用いるヘドロ浚渫には、（１）ヘドロの掘削掬取や掘削吸引時に水中へ巻き上がるヘドロにより、周辺水域が広範囲に亘って著しく汚染されること、（２）河床を形成する土壌や砂等も一緒に浚渫されるため、河川の自然浄化作用が喪失されること、（３）土壌や砂の浚渫により、河川床の貧酸素化が生じ、水中生物への悪影響が甚大になること、等の基本的な問題が存在する。
一方、上記特開２０１５―２０３２１０号は、図８に示すように、掘削ケーシング設置工程２１、ヘドロ掘削工程２２、凝集剤混入撹拌工程２３、ヘドロ凝集工程２４、ヘドロ凝集物搬出工程２５、掘削ケーシング移動工程２６等から構成されている。
具体的には、図７に示すように、先ず、ヘドロ層が堆積する区域の上方より水内へ、上方開口が上蓋２７により開閉されると共に下方を開口とした掘削ケーシング２８を沈めてその下端部をヘドロ層内へ貫入させ、次に、掘削ケーシング２８内のヘドロ層を外部からケーシング２８内へ挿入した掘削機や高圧噴射水（図示省略）等を用いて機械的に掘削してこれを水中に分離分散させると共に、ケーシング２８内へ生分解性の凝集用薬剤（図示省略）を混合撹拌させて上記掘削分離したヘドロを凝集させ、当該ヘドロ凝集物を掘削ケーシング２８内から排出ポンプ（図示省略）により河川の外部へ搬出したあと、前記掘削ケーシング２８を隣接する区域上へ移動させるものである。
尚、図７に於いて、２９は補器類（ポンプ等）の格納室、３０は浚渫船、３１は吊上用ワイヤー、３２は河川床である。
具体的には、図７に示すように、先ず、ヘドロ層が堆積する区域の上方より水内へ、上方開口が上蓋２７により開閉されると共に下方を開口とした掘削ケーシング２８を沈めてその下端部をヘドロ層内へ貫入させ、次に、掘削ケーシング２８内のヘドロ層を外部からケーシング２８内へ挿入した掘削機や高圧噴射水（図示省略）等を用いて機械的に掘削してこれを水中に分離分散させると共に、ケーシング２８内へ生分解性の凝集用薬剤（図示省略）を混合撹拌させて上記掘削分離したヘドロを凝集させ、当該ヘドロ凝集物を掘削ケーシング２８内から排出ポンプ（図示省略）により河川の外部へ搬出したあと、前記掘削ケーシング２８を隣接する区域上へ移動させるものである。
尚、図７に於いて、２９は補器類（ポンプ等）の格納室、３０は浚渫船、３１は吊上用ワイヤー、３２は河川床である。
上記特開２０１５―２０３２１０号では、掘削ケーシング２８を用いて浚渫区域を限定しているため、河川の汚染範囲をより少なくすることが出来ると共に、機械的な掘削装置に変えて圧力水噴射によるヘドロ層の掘削分離を採用することにより、ヘドロ層の浚渫時に於ける河川床３２を形成する土壌や砂等の喪失が防止されることになる。
しかし、当該工法に於いては、上面を開閉自在とした大型の掘削ケーシング２８を必要とするため、（１）ヘドロの浚渫作業が大掛かりとなり、浚渫費用の低減や作業効率の向上を図り難いこと、（２）浚渫作業中に於ける掘削ケーシング２８の気密性の保持が容易でなく、各工程に於ける掘削ケーシング２８の上面開口部の上蓋２７の開閉毎に、ケーシング２８内部から多量の汚濁物質が河川水内へ漏出し、これによって周辺水域が広範囲に亘って汚染されること、等の問題がある。
また、当該工法に於いては、河川水中に掘削ケーシング２８を沈めて浚渫領域を限定すると共に、掘削ケーシング２８の内部だけへ凝集用薬剤を混入する構成としているため、薬剤使用量を低減できると言う利点はあるものの、掘削ケーシング２８の内部以外の領域の河川水には浄化処理が全く施されず、その結果、河川水そのものは全く浄化処理されないと言う問題がある。
本発明は、従前の特開２０１５−２０３２１０号等に開示の河川等の底面に堆積固着したヘドロの区分閉鎖式浚渫に於ける上述の如き問題、即ち、（イ）上面を開閉自在とした大型の掘削ケーシング２８を必要とするため、ヘドロの浚渫作業が大掛かりとなり、浚渫費用の低減や作業効率の向上を図り難いこと、（ロ）浚渫作業中に於ける掘削ケーシング２８の気密性の保持が容易でなく、掘削ケーシング２８の上面開口部の上蓋２７を開閉する毎に、ケーシング２８の内部から多量の汚濁物質が河川水内へ漏出し、周辺水域が広範囲に亘って汚染されること、（ハ）薬剤使用量を低減できると言う利点はあるものの、掘削ケーシング２８の外部領域の河川水は全く清浄化されないこと等の問題を解決し、河川証を形成する土砂層の喪失や環境汚染等を全く生じることなしに、高い作業能率でもってより経済的に、しかも、ヘドロ等の浚渫と同時に河川水等の水質浄化をも行えるようにした河川等の区域閉鎖式浄化工法を提供することを、発明の主目的とするものである。
請求項１の発明は、 河川や湖沼、池、海洋のヘドロ層が堆積する区域の上方より水内へ、上面側及び下面側を開口とした所定の高さ及び内容積を有する樹脂シート製筒体と当該筒体の上端部に固定した浮子と前記筒体の下端縁に固定した重錘とから成る区画用筒体を沈め、当該区画用筒体の下端部をヘドロ層内へ貫入させてその下端縁に固定した重錘を河川等の底面の土砂層上に載置すると共に、区画用筒体の上端部を前記浮子により引上げしてその上面開口を水面上方に位置させ、次に、加圧水噴射装置により前記区画用筒体内の水に生分解性の磁性凝集剤を攪拌混合して成る混合水をポンプ加圧して当該加圧混合水を噴射ノズルから筒体内部の底面へ向けて噴射し、当該噴射水により前記ヘドロ層を掘削分離して水中に分散させると共に、当該分散されたヘドロを含有する水と前記噴射された混合水内の磁性凝集剤とを攪拌混合させ、その後、所定時間前記混合水の噴射を止めて、攪拌混合をした混合水内の磁性凝集剤により前記掘削分離して水中に分散されたヘドロを凝集させてヘドロ凝集物としたあと、前記区画用筒体内へ磁性搬送装置を搬入して当該磁性搬送装置により前記凝集されたヘドロ凝集物を区画用筒体内から外部へ搬出し、その後、前記区画用筒体を隣接する区域上へ移動するようにしたことを発明の基本構成とするものである。
請求項２の発明は、請求項1の発明に於いて、断面形状が四角形の樹脂シート製筒体の下端縁に、断面形状が三角形のステンレス鋼を用いて形成した四角形の重錘を固定し、当該重錘により樹脂シート製筒体から成る区画用筒体を沈めるようにしたものである。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２の発明に於いて、区画用筒体の内部に圧力水供給ポンプと磁性凝集剤タンクとポンプ加圧水内へ磁性凝集剤を混入するエジェクターとエジェクターからの混合水を噴出する噴射ノズルとから成る加圧水噴射装置を設け、磁性凝集剤を混入した混合水を前記噴射ノズルから区画用筒体内のヘドロ層内へ噴出することにより、ヘドロ層の掘削分離及び水中に分散したヘドロと磁性凝集剤との撹拌混合を行うようにしたものである。
請求項４の発明は、請求項１、請求項2又は請求項２の発明に於いて、磁性凝集剤を、磁性材製の微粒体とポリマー系の凝集剤とを含有して成る磁性凝集剤とすると共に、区画用筒体内の水の内容積１ｍ３に対して５〜１０００ｇｒの磁性凝集剤を撹拌混合するようにしたものである。
請求項５の発明は、請求項４の発明に於いて、磁性凝集剤を、磁性材製の微粒体に、これに結合させた珪素化合物を介してポリマー系の凝集剤を結合して成る磁性凝集剤としたものである。
請求項６の発明は、請求項４又は請求項５の発明に於いて、ポリマー系の凝集剤を、γ−ポリグルタミン酸を主体とする生分解性の凝集剤とするようにしたものである。
請求項７の発明は、請求項１、請求項２又は請求項３の発明に於いて、磁性搬送装置を磁性型コンベアー装置とし、区画用筒体内のヘドロ凝集物を前記磁性型コンベアー装置により区画用筒体外へ搬出するようにしたものである。
本発明では、河川等のヘドロ層が堆積する区域の上方より水内へ、上面側及び下面側を開口とした所定の高さ及び内容積を有する樹脂シート製筒体と当該筒体の上端部に固定した浮子と前記筒体の下端縁に固定した重錘とから成る区画用筒体を沈め、当該区画用筒体の下端部をヘドロ層内へ貫入させてその下端縁に固定した重錘を河川等の底面の土砂層上に載置すると共に、区画用筒体の上端部を前記浮子により引上げしてその上面開口を水面上方に位置させ、次に、加圧水噴射装置により前記区画用筒体内の水に生分解性の磁性凝集剤を攪拌混合して成る混合水をポンプ加圧して当該加圧混合水を噴射ノズルから筒体内部の底面へ向けて噴射し、当該噴射水により前記ヘドロ層を掘削分離して水中に分散させると共に、当該分散されたヘドロを含有する水と前記噴射された混合水内の磁性凝集剤とを攪拌混合させ、その後、所定時間前記混合水の噴射を止めて、攪拌混合をした混合水内の磁性凝集剤により前記掘削分離して水中に分散されたヘドロを凝集させてヘドロ凝集物としたあと、前記区画用筒体内へ磁性搬送装置を搬入して当該磁性搬送装置により前記凝集されたヘドロ凝集物を区画用筒体内から外部へ搬出し、その後、前記区画用筒体を隣接する区域上へ移動するようにしている。
即ち、区画用筒体を、上面側及び下面側を開口とした所定の高さ寸法と内容積を有する樹脂シート製筒体と、当該筒体の上端部に固定した浮子と、前記筒体の下端縁に固定した重錘とから成る構造が極めて簡単で且つ軽量な区画用筒体としているため、区画用筒体の製作、現場への搬送及び据付け等の作業等が極めて容易となり、浄化費用の大幅な低減が可能となる。
また、区画用筒体の内部に設けた加圧水噴射装置の噴射ノズルから区画用筒体内の水と磁性凝集剤との混合水を高圧で噴射することにより、へドロ層の掘削を行う構成としているため、噴射水の圧力や噴射方向を調整することにより、河床を形成する土壌や砂から成る土砂層を掘削することなしに、その上に堆積固着したヘドロ層のみを効率よく掘削分離させることが出来る。そのため、河川等の自然浄化に必要な河床底面を形成する土砂層の喪失が殆ど無くなり、浄化処理によって生息する魚介類や水棲生物の生態系が破壊されてしまうということが皆無となる。
更に、区画用筒体内部の全域に噴射ノズルから混合水を噴射して、混合水内の磁性凝集剤を区画用筒体内部の水と攪拌混合させるようにしているため、掘削分離したヘドロ浮遊物だけでなく、区画用筒体内の河川水に含まれる様々な汚濁物質にも磁性凝集剤が撹拌混合されることになる。その結果、ヘドロだけで無しに河川水内に浮遊するその他の汚濁物質も同時に凝集物として回収されることになり、区画用筒体内の水が全て完全に浄化処理されて、河川水の浄化とヘドロの浚渫との同時施工が可能となる。
磁性凝集薬剤を使用してヘドロやその他の汚濁物質を磁性凝集物（フロッグ）とし、このヘドロ等の磁性を有する凝集物を磁性型コンベアー装置により区画用筒体外へ排出するようにしているため、ヘドロ等の凝集物の搬出を高能率で行うことができる。また、凝集剤そのものが生分解性であって無害なものであるため、極めて安全性の高い河川水等の浄化が可能となると共に、排出したヘドロ凝集物を農業用資材や建設用資材として、安全に再利用することが出来る。
以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。
図１は、本発明に係る河川等の区域閉鎖式浄化工法の工程説明図であり、図１に於いて１は区画用筒体設置工程、２ａはヘドロ掘削分離工程、２ｂは磁性凝集剤攪拌混合工程、３はヘドロ等汚濁物質凝集工程、４は凝集物搬出工程、５は区画用筒体移動工程であり、上記各工程から本浄化工法が構成されている。
図１は、本発明に係る河川等の区域閉鎖式浄化工法の工程説明図であり、図１に於いて１は区画用筒体設置工程、２ａはヘドロ掘削分離工程、２ｂは磁性凝集剤攪拌混合工程、３はヘドロ等汚濁物質凝集工程、４は凝集物搬出工程、５は区画用筒体移動工程であり、上記各工程から本浄化工法が構成されている。
前記区画用筒体設置工程１は、後述する樹脂シート製筒体６ａや浮子６ｂ、重錘６ｃ等から成る区画用筒体６を河川や湖沼等の所定箇所へ沈める工程であり、前記区画用筒体６は、図２及び図３に示すように、樹脂シート製筒体６ａや浮子６ｂ、重錘６ｃ等から形成されている。当該区画用筒体６を沈めることにより、ヘドロの掘削・・・浚渫及び河川水の浄化を行う区域が河川等の他の領域から完全に分離され、区画用筒体６の内部がほぼ完全な閉鎖区域とされる。
尚、当該区画用筒体設置工程１では、浚渫対象の種類や形状、周囲の環境状況に応じて、適宜の作業用機器・装置、例えば台船や河岸に沿って走行する走行型クレーンＫ等が多く使用される。また、ヘドロの掘削・浚渫を行う領域の水深や堆積したヘドロ層の厚さは予め計測されており、この計測した水深とヘドロ層厚さの合計値に応じて、当該工程で使用する区画用筒体６の高さ寸法Ｈ等が適宜に選定される。
尚、当該区画用筒体設置工程１では、浚渫対象の種類や形状、周囲の環境状況に応じて、適宜の作業用機器・装置、例えば台船や河岸に沿って走行する走行型クレーンＫ等が多く使用される。また、ヘドロの掘削・浚渫を行う領域の水深や堆積したヘドロ層の厚さは予め計測されており、この計測した水深とヘドロ層厚さの合計値に応じて、当該工程で使用する区画用筒体６の高さ寸法Ｈ等が適宜に選定される。
図２は、走行型クレーンＫを利用して、河川Ｅの浄化を行う場合の区画用筒体６の設置状態の一例を示すものであり、深さ２.５ｍ程度の河川Ｅ内へ高さＨ＝３.０ｍ、横幅Ｗ＝５ｍ、縦幅Ｌ＝８ｍの区画用筒体６を４基、連接して配置し、浄化作業を行う場合を示す平面概要図である。当該区画用筒体６は、その下端部に取付した重錘が河川の底面、即ち河川の底面を形成する土砂層の上に載置された状態で、河川の所定箇所に設置される。
また、当該区画用筒体６の高さ寸法Ｈは、図３に示すように、区画用筒体６の上方の開口面が河川水Ｇの水面より若干上方に位置する寸法に選定されており、区画用筒体６の上端部への浮子６ｃの取付位置を適宜に調整することにより、区画用筒体６を形成する樹脂シート製筒体６ａが略垂直状に保持されると共に、図３の（ｃ）に示すように、区画用筒体６の上方開口面と河川水面間の距離も、適宜の距離に保持される。
また、当該区画用筒体６の高さ寸法Ｈは、図３に示すように、区画用筒体６の上方の開口面が河川水Ｇの水面より若干上方に位置する寸法に選定されており、区画用筒体６の上端部への浮子６ｃの取付位置を適宜に調整することにより、区画用筒体６を形成する樹脂シート製筒体６ａが略垂直状に保持されると共に、図３の（ｃ）に示すように、区画用筒体６の上方開口面と河川水面間の距離も、適宜の距離に保持される。
尚、図２に於いて、Ｆは河川管理道、Ｇは河川水である。また、図２に於いては、４基の区用筒体６を連接して配置し、各区画用筒体６の領域を同時に浄化する場合を示しているが、１基の区画用筒体６を用いて、一つの区画領域を順次浄化していくようにしても良いことは勿論である。
また、河川水Ｇの水流が早い場合には、水流圧によって区画用筒体６の形態が所謂菱形状に若干変形する場合が生ずるが、そのような場合には、後述するように、区画用筒体６の上部枠体６ｄの一部を河川岸へ固定したり、或いは、上部枠体６ｄを走行クレーンＫを用いて所定の位置に保持固定するのが望ましい。
また、河川水Ｇの水流が早い場合には、水流圧によって区画用筒体６の形態が所謂菱形状に若干変形する場合が生ずるが、そのような場合には、後述するように、区画用筒体６の上部枠体６ｄの一部を河川岸へ固定したり、或いは、上部枠体６ｄを走行クレーンＫを用いて所定の位置に保持固定するのが望ましい。
前記へドロ掘削分離工程２ａ及び磁性凝集剤攪拌混合工程２ｂでは、後述するように、区画用筒体６の内部若しくは外部に設けた図４に示す加圧水噴射装置７から、 河川等に沈めた区画用筒体６の内部領域の底面に堆積固着したヘドロ層８内へ、区画用筒体６内の河川水に磁性凝集剤を混入した混合水を高圧で噴射することにより、前記ヘドロ層８を掘削分離すると共に、掘削分離されたヘドロや河川水中の汚濁物質と噴射した混合水内の磁性凝集剤との攪拌混合が、夫々行われる。
また、上記、図１のへドロ掘削分離工程２ａ及び磁性凝集剤攪拌混合工程２ｂに於いては、区画用筒体６内に設けた加圧水噴射装置７の水中ポンプを用いて、噴射ノズル７ｄから、区画用筒体６内の水に磁性凝集剤を混合した混合水を高圧で噴出することにより、ヘドロ層を掘削分離すると共に、分離分散されたヘドロや河川水内の汚濁物質と混合水内の磁性凝集剤とを攪拌混合するようにしているが、外部から区画用筒体６内へ別途に適宜の分離用掘削機（図示省略）を吊下げ配置し、当該掘削機を用いて機械的にヘドロ層のみを掘削分離したり、或いは、河川水を噴射ノズル７ｄから噴射してヘドロ層の掘削分離を行い、その後に、噴射ノズル７ｄから磁性凝集剤を混合した混合水を噴出することにより、掘削分離したヘドロと磁性凝集剤とを攪拌混合するようにしてもよいことは勿論である。
尚、上記掘削分離されたヘドロは、区画用筒体６内の水中に浮遊した状態となり、区画用筒体６の外部へ漏出することは殆ど起らない。
尚、上記掘削分離されたヘドロは、区画用筒体６内の水中に浮遊した状態となり、区画用筒体６の外部へ漏出することは殆ど起らない。
更に、図１のへドロ掘削分離工程２ａ及び磁性凝集剤攪拌混合工程２ｂに於いては、区画用筒体６内に設けた加圧水噴射装置７のポンプ７ａを用いて、噴射ノズル７ｄから区画用筒体６内の水や水と磁性凝集剤との混合水を噴出することにより、当該噴射水の運動エネエルギーを用いて掘削分離されたヘドロと磁性凝集剤とを同時に攪拌混合するようにしているが、別途に撹拌混合機（図示省略）等を区画用筒体６内へ吊下げ配備し、当該撹拌機を用いて凝集剤を攪拌・混合するようにしても良いことは勿論である。
前記加圧水噴射装置７の噴射ノズル７ｄから区画用筒体６内へ噴射する混合水内の凝集剤としては、生分解性を有するγ−ポリグルタミン酸を主体とし、これに磁性微粒体を混合若しくは結合させることにより形成した磁性凝集剤（商品名ＭＧＡ・株式会社ポリグル製）７ｅが使用されており、被処理水量１ｔｏｎに対して５〜１０００ｇ（望ましくは１０〜１００ｇｒ）の量の磁性凝集剤７ｅが混入される。
尚、上記磁性凝集剤（ＭＧＡ凝集剤）７ｅや、その基材を構成する生分解性のγ−ポリグルタミン酸を主体とする凝集剤ＰＧα２１Ｃａは、特開２００６−１４２１８３号、特開２００６−２０５２８１号及びＷＯ２００８−１０５５２１号等により既に公知であるため、ここではその詳細な説明は省略する。
前記へドロ掘削分離工程２ａ及び磁性凝集剤攪拌混合工程２ｂが完了すると、噴射ノズル7ｄからの混合水の噴射を止めてヘドロ等汚濁物質凝集工程３に入り、前記掘削分離されたヘドロや河川水内の汚濁物質と磁性凝集剤と水との混合体を、区画用筒体６内に於いて２０〜６０分間静置状態に置く。これにより、掘削分離された細かなヘドロや河川水内に含有されていた汚濁物質が、磁性凝集剤７ｅを介して相互に結合、凝集し、比較的大きな磁性を有するヘドロ凝集物（フロック・図示省略）となって、区画用筒体６の下方部に集積されると共に、その1部は水中に浮遊集積した状態となる。
上記ヘドロ等汚濁物質凝集工程３が完了すると、ヘドロ凝集物の搬出工程４に於いて、区画用筒体６の下方部の水中に集積した磁性を備えたヘドロ凝集物を、所謂磁気型搬送装置を用いて区画用筒体６の外部へ搬出する。
搬出の方法としては、区画用筒体６内へ外部より磁気型搬送装置（図示省略）、たとえば磁気型コンベアー装置を挿入し、当該磁気型搬送装置を介して、磁性を有するヘドロ凝集物（図示省略））を掻き上げる方法等が用いられる。
搬出の方法としては、区画用筒体６内へ外部より磁気型搬送装置（図示省略）、たとえば磁気型コンベアー装置を挿入し、当該磁気型搬送装置を介して、磁性を有するヘドロ凝集物（図示省略））を掻き上げる方法等が用いられる。
上記区画用筒体６内のへドロ凝集物の搬出が終われば、区画用筒体移動工程５に於いて、走行型クレーンＫ等を用いて区画用筒体６を予め定めた隣接する区域上へ移動させ、上記と同様の工程により新たな分割区域内のヘドロ浚渫作業を開始する。
尚、区画用筒体６の移動方法は如何なる方法であってもよく、本実施形態に於いては、区画用筒体６を、その下端面が川底のヘドロ層の上方に位置するまで引き上げ、その後、下流方向又は横方向へ区画用筒体６を移動させ、これを着床させるようにしている。
尚、区画用筒体６の移動方法は如何なる方法であってもよく、本実施形態に於いては、区画用筒体６を、その下端面が川底のヘドロ層の上方に位置するまで引き上げ、その後、下流方向又は横方向へ区画用筒体６を移動させ、これを着床させるようにしている。
次に、本発明の実施に使用する前記区画用筒体６について説明をする。図３を参照して、当該区画用筒体６は、上面及び底面が解放された合成樹脂製筒体６aと、合成樹脂製筒体６aの下端に取付した重錘６ｂと、合成樹脂製筒体６ａの上端部に取付した浮子６ｃとから構成されており、本実施例に於いては、四角形の合成樹脂製筒体６ａの下端に取付したステンレス鋼製の四角形の枠体を重錘６ｂとしている。
尚、重錘６ｂを構成するステンレス鋼製の四角形枠体は、その断面形状が三角状（▽）の鋼材を用いて形成されており、下方の先端が突出した状態になっているため、比較的固いヘドロ層８であっても、合成樹脂製筒体６ａの下端は容易にヘドロ層８内へ貫入し、土砂層９の上面へ到達することが出来る。
また、重錘６ｂと合成樹脂製筒体６ａの取付方法は如何なる方法であっても良く、本実施例に於いては、図３の（ｂ）及び図５の（ｂ）に示すように、合成樹脂製筒体６ａの下端縁を外側へ折り曲げし、三角状（▽）重錘６ｂの上面へ重錘固定具６ｇにより挟付け固定するようにしている。
尚、重錘６ｂを構成するステンレス鋼製の四角形枠体は、その断面形状が三角状（▽）の鋼材を用いて形成されており、下方の先端が突出した状態になっているため、比較的固いヘドロ層８であっても、合成樹脂製筒体６ａの下端は容易にヘドロ層８内へ貫入し、土砂層９の上面へ到達することが出来る。
また、重錘６ｂと合成樹脂製筒体６ａの取付方法は如何なる方法であっても良く、本実施例に於いては、図３の（ｂ）及び図５の（ｂ）に示すように、合成樹脂製筒体６ａの下端縁を外側へ折り曲げし、三角状（▽）重錘６ｂの上面へ重錘固定具６ｇにより挟付け固定するようにしている。
前記合成樹脂製筒体６ａは、塩化ビニール、ポリエチレン、ポリエステル等の適宜の厚さ、例えば０．５〜２．５ｍｍ程度の厚さを有するシート材から形成されており、その断面形状は、四角のみならず円形や多角形であっても良い。尚、本実施例に於いては、合成樹脂製筒体６ａとして、ポリエチレン製の高さＨが３ｍ、横幅Ｗが５ｍ、縦幅Ｌが６ｍの四角状の筒体が使用されている。
また、合成樹脂製筒体６aの高さ寸法Ｈは、河川Ｅの底面、即ち河川底面を構成する土砂層９と河川Ｅの水面より若干上方位置までの長さに選定されており、後述する浮子６ｃの取付用紐６ｅの下端を合成樹脂製筒体６ａの上端部へ固定する位置を調節したり、或いは、浮子６ｃを固定するために合成樹脂製筒体６ａの上端部に取付した合成樹脂製又はステンレス鋼製の上部枠体６ｄの取付高さ位置を調節することにより、その上方開口面が 河川水面より僅かに上方となる高さ寸法に調整される。
尚、上記上部枠体６ｄは、図3の（ｂ）及び図５の（ｂ）に示すように、上部枠体固定具６ｈにより合成樹脂製筒体６ａの上端部に取付固定されている。
尚、上記上部枠体６ｄは、図3の（ｂ）及び図５の（ｂ）に示すように、上部枠体固定具６ｈにより合成樹脂製筒体６ａの上端部に取付固定されている。
前記浮子６ｃには、ウレタン製の球状浮子が使用されており、合成樹脂製筒体６ａの上端部に直接、或いは、合成樹脂製筒体６ａの上端部に取付した合成樹脂製又はステンレス鋼製の上部枠体６ｄを介して、固定されている。
また、前記浮子６ｃと合成樹脂製筒体６ａの上端との間の間隔は、取付用紐６ｅの長さを変たり、或いは、上部枠体６ｄの合成樹脂製筒体６ａへの取付高さ位置を変えることにより、適宜に調節される。
更に、前記図１、図３及び図５に於いては、浮子６cや重錘６ｂを合成樹脂製筒体６ａの外側に配置するようにしているが、浮子６ｃや重錘６ｂを合成樹脂製筒体６ａの内部側に位置させて取付しても良いことは勿論である。尚、図３に於いて、６ｆは合成樹脂製筒体６ａの上端に設けた吊上用フックである。
また、前記浮子６ｃと合成樹脂製筒体６ａの上端との間の間隔は、取付用紐６ｅの長さを変たり、或いは、上部枠体６ｄの合成樹脂製筒体６ａへの取付高さ位置を変えることにより、適宜に調節される。
更に、前記図１、図３及び図５に於いては、浮子６cや重錘６ｂを合成樹脂製筒体６ａの外側に配置するようにしているが、浮子６ｃや重錘６ｂを合成樹脂製筒体６ａの内部側に位置させて取付しても良いことは勿論である。尚、図３に於いて、６ｆは合成樹脂製筒体６ａの上端に設けた吊上用フックである。
図４を参照して、前記加圧水噴射装置７は、ポンプ７ａ、エジェクター７ｂ、磁性凝集剤タンク７ｃ、噴射ノズル７ｄ等から構成されており、ポンプ７ａの作動により合成樹脂製筒体６ａ内の水が加圧され、圧力水がエジェクター７ｂ内を流通することにより、磁性凝集剤タンク７ｃから所定量の磁性凝集剤７ｅが圧力水内へ吸引され、磁性凝集剤の混合水７ｆが噴射ノズル７ｄから噴出される。
尚、前記磁性凝集剤７ｅの混合率は、磁性凝集剤タンク７ｃの出口に設けた調整バルブ（図示省略）により任意に調節される。また、必要な場合には、磁性凝集剤７ｅの混合を停止し、合成樹脂製筒体６ａ内の水のみを噴射ノズル７ｄから噴射することにより、ヘドロの掘削分離や先に合成樹脂製筒体６ａ内へ放出した磁性凝集剤７ｅの攪拌混合が、行なわれる。
尚、前記磁性凝集剤７ｅの混合率は、磁性凝集剤タンク７ｃの出口に設けた調整バルブ（図示省略）により任意に調節される。また、必要な場合には、磁性凝集剤７ｅの混合を停止し、合成樹脂製筒体６ａ内の水のみを噴射ノズル７ｄから噴射することにより、ヘドロの掘削分離や先に合成樹脂製筒体６ａ内へ放出した磁性凝集剤７ｅの攪拌混合が、行なわれる。
また、前記加圧水噴射装置７は、区画用筒体６の内部に、適宜の方法、例えば、吊下支持や河床を形成する土砂層９上へ載置することより支持固定されており、合成樹脂製筒体６ａ内の水を吸水して、これを噴射ノズル７ｄから噴出する。
尚、本実施例に於いては、加圧水噴射装置７の構成部材の全体を合成樹脂製筒体６ａの内部へ配置するようにしているが、噴射ノズル７ｄの部分のみを合成樹脂製筒体６ａ内に配置し、ポンプ７ａやエジェクター７ｂ、磁性凝集剤タンク７ｃを合成樹脂製筒体６ａの外部に配置するようにしても良いことは勿論である。
尚、本実施例に於いては、加圧水噴射装置７の構成部材の全体を合成樹脂製筒体６ａの内部へ配置するようにしているが、噴射ノズル７ｄの部分のみを合成樹脂製筒体６ａ内に配置し、ポンプ７ａやエジェクター７ｂ、磁性凝集剤タンク７ｃを合成樹脂製筒体６ａの外部に配置するようにしても良いことは勿論である。
前記加圧噴射装置７の噴射ノズル７ｄは、図５に示すように、河川の底面に溜まったヘドロ層８へ向けて下方向若しくは斜め下方向に水又は混合水７ｆを噴出するノズル部７ｄ１と、合成樹脂製筒体６a内ヘ水又は混合水７ｆを横方向若しくは斜め横方向に噴出するノズル部７ｄ２とを備えており、前者は主としてヘドロ層８の掘削分離の作用を、また、後者は主とし合成樹脂製筒体６ａ内部の攪拌混合の作用を夫々行うものである。
前記加圧噴射装置７からの水や混合水７ｆの噴射によるヘドロ層８の掘削分離及び磁性凝集剤の攪拌混合が完了すると、各ノズルからの水又は混合水の噴射が停止される。そして、一定時間、例えば２０分〜４０分間ほど、合成樹脂製筒体６ａ内の水を静止状態に保持することにより、分離分散されたヘドロや河川水内の汚濁物質等が磁性凝集剤７ｅを核にして凝集して、比較的大きな磁性を備えた固形凝集物（所謂フッログ・図示省略）となる。そして、当該固形凝集物の形成が確認されると、加圧噴射装置７を合成樹脂製筒体６ａ内から引き揚げ、これに変えて磁性搬送装置（図示省略）を合成樹脂製筒体６ａ内へ配置し、形成された磁性を備えた固形凝集物と磁性搬送装置の磁性コンベアーとの間の磁気吸引力を利用して、固形凝縮物を合成樹脂製筒体６ａ外へ搬出する。
本実施例に於いては、前記磁性搬送装置として公知の磁性型コンベアー装置を用いており、当該磁性型コンベアー装置に直流励磁電流を流してコンベアー体を所定の極性に磁化することにより、合成樹脂製筒体６ａ内の磁性を備えた固形凝縮物をコンベアー体に吸着させ、これを外部へ搬出するようにしている。尚、磁性搬送装置そのものは公知であるため、ここではその説明を省略する。
本発明は河川や湖沼、池のみならず、海洋等のヘドロ浚渫にも適用することができるものである。
Ｅ 河川
Ｆ 河川管理道路
Ｇ 河川水
Ｇａ 河川水の水面
Ｋ 走行型クレーン
１ 区画用筒体設置工程
２ａ ヘドロ掘削分離工程
２ｂ 磁性凝集剤攪拌混合工程
３ へドロ等汚濁物質凝集工程
４ 凝集物搬出工程
５ 区画用筒体移動工程
６ 区画用筒体
６ａ 樹脂シート製筒体
６ｂ 重錘（ステンレス鋼製枠体）
６ｃ 浮子
６ｄ 上部枠体
６ｅ 取付用紐
６ｆ 吊上用フック
６ｇ 重錘固定具
６ｈ 上部枠体固定具
７ 加圧水噴射装置
７ａ ポンプ
７ｂ エジェクター
７ｃ 磁性凝集剤タンク
７ｄ 噴射ノズル
７ｄ１ 下方向噴射ノズル
７ｄ２ 水平方向噴射ノズル
７ｅ 磁性凝集剤
７ｆ 混合水
８ ヘドロ層
９ 土砂層
１０ 吊下げ用ワイヤー
Ｆ 河川管理道路
Ｇ 河川水
Ｇａ 河川水の水面
Ｋ 走行型クレーン
１ 区画用筒体設置工程
２ａ ヘドロ掘削分離工程
２ｂ 磁性凝集剤攪拌混合工程
３ へドロ等汚濁物質凝集工程
４ 凝集物搬出工程
５ 区画用筒体移動工程
６ 区画用筒体
６ａ 樹脂シート製筒体
６ｂ 重錘（ステンレス鋼製枠体）
６ｃ 浮子
６ｄ 上部枠体
６ｅ 取付用紐
６ｆ 吊上用フック
６ｇ 重錘固定具
６ｈ 上部枠体固定具
７ 加圧水噴射装置
７ａ ポンプ
７ｂ エジェクター
７ｃ 磁性凝集剤タンク
７ｄ 噴射ノズル
７ｄ１ 下方向噴射ノズル
７ｄ２ 水平方向噴射ノズル
７ｅ 磁性凝集剤
７ｆ 混合水
８ ヘドロ層
９ 土砂層
１０ 吊下げ用ワイヤー
Claims (7)
- 河川や湖沼、池、海洋のヘドロ層が堆積する区域の上方より水内へ、上面側及び下面側を開口とした所定の高さ及び内容積を有する樹脂シート製筒体と当該筒体の上端部に固定した浮子と前記筒体の下端縁に固定した重錘とから成る区画用筒体を沈め、当該区画用筒体の下端部をヘドロ層内へ貫入させてその下端縁に固定した重錘を河川等の底面の土砂層上に載置すると共に、区画用筒体の上端部を前記浮子により引上げしてその上面開口を水面上方に位置させ、次に、加圧水噴射装置により前記区画用筒体内の水に生分解性の磁性凝集剤を攪拌混合して成る混合水をポンプ加圧して当該加圧混合水を噴射ノズルから筒体内部の底面へ向けて噴射し、当該噴射水により前記ヘドロ層を掘削分離して水中に分散させると共に、当該分散されたヘドロを含有する水と前記噴射された混合水内の磁性凝集剤とを攪拌混合させ、その後、所定時間前記混合水の噴射を止めて、攪拌混合をした混合水内の磁性凝集剤により前記掘削分離して水中に分散されたヘドロを凝集させてヘドロ凝集物としたあと、前記区画用筒体内へ磁性搬送装置を搬入して当該磁性搬送装置により前記凝集されたヘドロ凝集物を区画用筒体内から外部へ搬出し、その後、前記区画用筒体を隣接する区域上へ移動するようにしたことを特徴とする河川や湖沼、池、海洋の区域閉鎖式浄化工法。
- 断面形状が四角形の樹脂シート製筒体の下端縁に、断面形状が三角形のステンレス鋼を用いて形成した四角形の重錘を固定し、当該重錘により樹脂シート製筒体から成る区画用筒体を沈めるようにした請求項１に記載の河川や湖沼、池、海洋の区域閉鎖式浄化工法。
- 区画用筒体の内部に圧力水供給ポンプと磁性凝集剤タンクとポンプ加圧水内へ磁性凝集剤を混入するエジェクターとエジェクターからの混合水を噴出する噴射ノズルとから成る加圧水噴射装置を設け、磁性凝集剤を混入した混合水を前記噴射ノズルから区画用筒体内のヘドロ層内へ噴出することにより、ヘドロ層の掘削分離及び水中に分散したヘドロと磁性凝集剤との撹拌混合を行うようにした請求項１又は請求項2に記載の河川や湖沼、池、海洋の区域閉鎖式浄化工法。
- 磁性凝集剤を、磁性材製の微粒体とポリマー系の凝集剤とを含有して成る磁性凝集剤とすると共に、区画用筒体内の水の内容積１ｍ３に対して５〜１０００ｇｒの磁性凝集剤を撹拌混合するようにした請求項１、請求項２又は請求項3に記載の河川や湖沼、池、海洋の区域閉鎖式浄化工法。
- 磁性凝集剤を、磁性材製の微粒体に、これに結合させた珪素化合物を介してポリマー系の凝集剤を結合して成る磁性凝集剤とした請求項４に記載の河川や湖沼、池、海洋の区域閉鎖式浄化工法。
- ポリマー系の凝集剤を、γ−ポリグルタミン酸を主体とする生分解性の凝集剤とするようにした請求項５に記載の河川や湖沼、池、海洋の区域閉鎖式浄化工法。
- 磁性搬送装置を磁性型コンベアー装置とし、区画用筒体内のヘドロ凝集物を前記磁性型コンベアー装置により区画用筒体外へ搬出するようにした請求項１、請求項２又は請求項３に記載の河川や湖沼、池、海洋の区域閉鎖式浄化工法。
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