JPS5939475B2 - 土砂含有水処理工法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は各種土木工法において、発生する土砂含有水ま
たは土砂を切削し、運搬するに水を利用する工法におい
て、水噴射機およびサンドポンプの動力負荷を軽減せし
め、更に沈降剤を用いて含有土砂を沈降せしめるに際し
ては、沈降溶液の粘度を低下せしめると共に、沈降剤の
沈降効果を向上させて、土砂含有水の処理および土砂を
水にて処理する工法を合理的に行なう工法に関するもの
である。

国土の開発工法において、多量の土砂を切削し、運搬し
、沈降させることは、各種の工法の基礎をなす技術であ
つて、これに噴射水による土砂切削またはサンドポンプ
による切削が行なわれる。

何れの場合でも、土砂含有水に含まれた土砂は自然沈降
、濾過、沈降剤添加による強制沈降および遠心分離等に
より分離される。この様に土砂の水による運搬と、水よ
り分離の二人技術は土木工法において、重要な意味をも
つ。ところが、サンドポンプにより水を媒体として土砂
を運搬する技術には、これの施工に対する設備費のほか
に、本サンドポンプ稼動のための動力費がその重要な経
費の部分を占めるため、業者はサンドポンプの稼動費お
よびサンドポンプ排送水系の経費軽減、作業能率向上に
頭を痛めるものである。

排送水中の土砂は、粗粒土より細粒土に亘る多くの種類
の土砂を含むものであるが、これの水との迅速確実な分
離操作は、工事それ自体の能率に関するのみではなく、
最近のごとく排送水の公害に関する関心が高まつている
現在、排水の清澄化は社会的に強い要請があるものであ
る。

本発明者らは以上の事実に鑑み、鋭意研究の結果、土木
工事処理の土砂含有水に無機塩を配合することにより、
上記２計の難点を解消しうる事を発見し、本発明を完成
するに至つた。

サンドポンプは土砂の浚渫および運搬に最も多く使用さ
れるものであり、小型のものは数馬力のものより大型の
ものは数千馬力に及ぷものまであるが、可なりの量の土
砂を水と共に運搬する作用をもつことは同一である。

しかして、ポンプの負荷は土砂を含有する水中の水、土
砂、機械および送泥管との間の内部摩擦力によるもので
ある。殊に土砂は送泥水中に浮遊状態にある時は相対摩
擦力は小さいが、一度配管中に沈降すると大きな送水抵
抗を示すものである。泥水中の土砂およびこれらが配管
等に示す内部摩擦を可及的小ならしめ、作業負荷を軽減
する事は極めて望ましい事であるが、本発明においては
これを無機塩を添加する事に可能とするものである。す
なわち無機塩を添加する事によつて、または無機塩を含
有する水および海水を利用する事により水の比重を高め
、電荷的に浮遊物を沈降させ、水の比表面張力を減少さ
せることによつて、土砂と水、水と配管系の機械類との
内部摩擦を可及的小ならしめるものである。

次に、工事に使用する土砂含有水について考えると、水
と土砂は速やかに分別され、水は可及的清澄にする必要
がある。

この時、通常、自然沈降、濾過操作、遠心分離、沈降剤
添加による沈降作業が行なわれるが、いずれの場合にお
いても、迅速、確実に水と土砂の分離が行なわれ、かつ
操作が簡便でなくてはならない。本発明は無機塩、無機
塩を含有する水、または海水を本工事に用いる事により
、いずれの場合にも望ましい効果をもたらす事を発見し
た。

すなわち自然沈降においては、塩を添加することによつ
て水の比表面張力を低下せしめることにより、沈降を促
進するとともに、水の粘度を低下せしめることによる沈
降の促進作用および微粒子の帯電効果を減少せしめる等
の作用をもつものである。

次に、濾過および遠心分離操作においては、表面張力の
減少による濾過能力の向上が考えられる。

次に沈降剤による強制沈降作用については、沈降剤との
相乗作用により沈降作用を促進するものである。特に高
分子凝集剤を使用する場合、添加時の水溶液（１％）は
粘性高いため、低粘化することが好ましい。高分子凝集
剤を塩添加水にて溶解することにより粘度が低下し、ポ
ンプ負荷、泥水との混合面で有利となり、沈降作用につ
いても好結果をもたらす。かくして、以上サンドポンプ
等を用いて土砂の運搬とこの土砂を含む水の分離に関す
る二大技術に対して、双方に望ましい効果をもたらす事
ができるので、本発明は土木工法操作における水の処理
にすぐれた効果をもたらすものである。ここにサンドポ
ンプの排送水とは、小は数馬力のものより大は数千馬力
に及びサンドポンプまたはそれより流出する排送水を処
理するトユ、および排水溝の水をいい、全泥率０〜３０
％のものであり、この中には土粒子の大なる礫より粘土
に至る各粒度の種類の土砂を含むものである。

土砂は、無機性中性のものより、ヘドロ、酸性白土、有
機物まで含む事があるが、いずれにも塩の添加効果はみ
とめられる。

なお、本発明で使用する塩類は塩化ナトリウム、塩化カ
ルシウム、塩化アルミニウム、硫酸ナトリウム及び燐酸
水素ナトリウムからなる群から選ばれるものである。

これらの塩は通常土砂の性質により適宜選択されること
が望ましい。すなわち、アルカリ性土壌には酸性塩が、
酸性土壌にはアルカリ塩を用いることにより、極めて顕
著な効果を得ることができる。また海水には通常０．２
％のＮａＣｌのほか０．０４％のＭｇＣｌ２等が含まれ
、土壌の種類により有効な塩類溶液となりうるものであ
る。使用量は、土の種別および沈降剤使用の有無により
異なるが、サンドポンプにおける送水能力を良好にし、
サンドポンプの動力負荷を軽減するためにぱ含泥水に対
し１〜５ｋ９／１ｔを用いることが望ましい。

海水を用いた場合には、平均０．３％のＮａＣｌ含有と
して計算し、不足の分を補う必要があれば補給ができる
。

この場合、同じくＮａＣｌの事もあれば必要により他の
塩を用いる事も必要である。添加方法はサンドポンプの
負荷の軽減のために用いる時はサンドポンプの管中、ま
たはポンプの適当な個所に添加する必要がある。沈降を
目的とする時は、土砂が吸着する事も考え、最も沈降に
最も有効な時点で加える必要がある。例えば沈降剤の添
加直前に加える事によつて、自然沈降法による粗粒土の
除去後に添加する様にして、塩のロスを排除することが
できるものであり、最終の清澄の目的が最も達成しやす
くなる様着目して用いるものである。これは一定不変の
ものではないが、当業者は経験より判断して添加の場所
を選択可能である。次に実施例を掲げる。

実施例 １ 内容１１のビーカ一に７００ＣＣの水を入れ、これに２
００メツシユの粘土粉末３００７を混入し、よく撹拌し
たものを準備する。

塩類添加による内部摩擦の程度を検討するために、上記
溶液に各種の塩を混入し、その時の粘度をＢ型粘度計（
東京弓３計器株式会社製、回転式粘度計）で測定した結
果を第１表に示す。上記の表より塩類の添加のないもの
に比して粘度は低下している事を確認した。

粘度は溶液の内部構造、すなわち水と粘土粒子の内部摩
擦を示すものである。したがつて、上記のデータにより
塩類の添加による内部摩擦の低減を確認できる。実施例
２次に、塩類の添加による自然沈降の増進につい」て
検討した。

すなわち１１のビーカ一に９００ＣＣの水を入れ、これ
に１００Ｖの酸性白土を添加し、懸沈水を作る。これに
塩を下表のごとく一定量添加し、自然沈降法により比較
したところ、次の結果を得た。評価は肉眼観察により極
めて良好（◎）、良（○）、やや良（△）、悪し（×）
に区分する。第２表に示すごとく、自然沈降において（
沈降剤を用いず）も塩の効果は明瞭である。実施例 ３ 次に塩の添加による土砂含有水の濾過能力の向上につい
て試験するために、１１のビーカ一に７００Ｃｃの水を
入れ、これに２００メツシユパスの粘土３００Ｖを入れ
、よく撹拌する。

つぎにこの溶液に各種の塩を添加した後、吸引濾過器に
て１５ｍｍＨｇの減圧で吸引濾過する。その時の濾過の
難易を濾過状況を観察して比較した結果を第３表に示す
。第３表より明らかなごとく、塩の添加により濾過抵抗
が減少し、これは濾過または遠心分離操作に望ましい効
果のある事を立証するものである。

実施例 ４沈降剤の作用において塩が共存することによ
り沈降作用と相乗効果によつて、望ましい沈降効果を見
る 二ために、沈降剤を併用してその効果を確認した。

すなわち１１？のビーカ一に１１の水を採取し、これに
３２５メツシユパスの白土５０Ｖを添加攪拌し、懸濁液
を作る。これに沈降剤として２種、塩類として３種選び
、それらの併用の効果を第４表 二に示す。沈降剤は有
機性のものとしてポリアクリルアマイド系の沈降凝集剤
（Ａとして示す）、無機性のものとして硫酸バンド等の
沈降凝集剤（Ｂとして示す）を用い、添加量は沈降剤が
２ｐｐｍであり、 ５塩の添加は０．１％である。

評価に沈降管中における肉眼の観察によつて、極めて良
好（◎）、良好（○）、やや良好（△）、不良（Ｘ）と
して表示した。第４表より明らかなごとく、両沈降剤共
塩の共存により、すぐれた沈降苛用をなす事を確認した
。実施例 ５高分子凝集剤として、ポリアクリルアミド
をとり、これの０，５％液にそれぞれ塩類としてＮａＣ
ｌ、Ｎａ４ｓＯ４、Ｎａ２ＨＰＯ４、海水を用い、前三
者には塩０．５％添加し、海水はそのものを用いてポリ
アクリルアミドを０．５％溶解して粘度をＢ型粘度計（
東京計器社製品）を用いて測定した結果を第５表に示す
。

第５表より高分子凝集剤の溶液は、各塩により粘度が低
下し、したがつて、輸送および工事における凝集剤溶液
の操作に適することを確認した。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 土木工事における土砂を含有する排送水中に塩化ナ
   トリウム、塩化カルシウム、塩化アルミニウム、硫酸ナ
   トリウム及び燐酸水素ナトリウムからなる群から選ばれ
   る塩類を添加することにより、排送水の粘度を下げ、排
   送処理効率を高めることを特徴とする土木工法。