特許ウォッチ

公開番号2025073235
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-13
出願番号2023183822
出願日2023-10-26
発明の名称濁水処理システム
出願人株式会社熊谷組
代理人個人
主分類C02F 1/52 20230101AFI20250502BHJP(水,廃水,下水または汚泥の処理)
要約【課題】原水槽の濁水のSS濃度を高めて固液分離を適確に行うことのできる濁水処理システムを提供する。
【解決手段】被処理水である濁水を収納する原水槽30と、濁水の発生箇所から濁水を原水槽まで送る導水路10と、原水槽30から送られてきた被処理水を中和する中和反応槽50と、被処理水に凝集剤を添加する凝集反応槽80と、凝集剤が添加された被処理水をスラリーと上澄み液とに分離する固液分離槽90と、を備えた濁水処理システム1において、導水路10に、水中ポンプ11を設けて、導水路10の底部に沈殿した泥分を導水路10内の被処理水内に戻すようにした。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
被処理水である濁水を収納する原水槽と、前記濁水の発生箇所から前記濁水を前記原水槽まで送る導水路と、前記原水槽から送られてきた被処理水を中和する中和反応槽と、前記被処理水に凝集剤を添加する凝集反応槽と、前記凝集剤が添加された被処理水をスラリーと上澄み液とに分離する固液分離槽と、を備えた濁水処理システムであって、
前記導水路に、前記導水路内の被処理水を攪拌して当該導水路の底部に沈殿した泥分を前記導水路内の被処理水内に戻す攪拌装置を設けたことを特徴とする濁水処理システム。
続きを表示（約 230 文字）【請求項２】
攪拌装置を前記導水路に沿って移動可能に設置したことを特徴とする請求項１に記載の濁水処理システム。
【請求項３】
前記導水路の途中に攪拌槽を設けるとともに、前記攪拌槽内に攪拌装置を設置したことを特徴とする請求項１に記載の濁水処理システム。
【請求項４】
前記中和反応槽に送られる液体炭酸ガスを気化する気化器内の温水の上面に油膜層を設けたことを特徴とする請求項１～請求項３のいずれかに記載の濁水処理システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダム等の建設・土木工事現場で発生する濁水を処理する濁水処理システムに関するものである。
続きを表示（約 4,200 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、建設・土木工事現場で発生した濁水は原水槽に送られた後、高分子凝集剤等の凝集剤が添加され、固液分離槽にてスラリーと上澄み液に分離される。分離された上澄み液は河川等に放流される。また、スラリーは脱水装置に送られ、脱水ケーキが作製される。
しかしながら、原水槽に供給される濁水は、現場の位置条件や作業状況によってＳＳ（浮遊物質、懸濁物質）の濃度であるＳＳ濃度がまちまちで、ＳＳ濃度が高い場合には高分子凝集剤等の凝集剤の添加量を多くすることで適切な処理を行うことができるが、ＳＳ濃度が低い場合には高分子凝集剤等の凝集剤が過添加になり、その結果、良好な脱水ケーキが得られない、といった問題点があった。
なお、ＳＳの大部分は微細な土粒子（シルト、粘土、コロイド）である。また、ＳＳ濃度は、被処理水中に懸濁している、粒径が2mm以下の浮遊物質量（もしくは、懸濁物質量）を示すもので、ppm(mg/L)で表される。
そこで、固液分離槽のスラリーの一部を、原水槽に戻すことで、原水槽内のＳＳ濃度を高める方法が提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００７－２２２８３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の方法では、固液分離槽からスラリーを貯蔵する泥水貯蔵タンクに送るスラリー送出ラインから分岐して、原水槽に接続されるスラリー戻しラインを設ける必要があるだけでなく、スラリーの送出ラインとスラリー戻しラインとを切り替える切換弁と、この切換え弁の開閉を制御する制御回路を設ける必要があった。
また、被処理水のｐＨ調整には炭酸ガスが用いられるが、液体炭酸ガスを気化する気化器内では、液化炭酸が気化する過程で温水が蒸発するため、水を日常的に補充する必要があった。補充が不十分な場合は、気化器内の温水の水位が低下してしまい、その結果、液化炭酸ガスを気化するためのヒータが切れてしまうおそれがあった。ヒータが切れると、液化炭酸ガスを気化できず、適切なｐＨ調整が行われなくなるというリスクが生じる。
【０００５】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、原水槽の濁水のＳＳ濃度が低い場合にＳＳ濃度を意図的に高めて固液分離を適確に行うことのできる濁水処理システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、鋭意検討の結果、原水槽内の被処理水のＳＳ濃度が低くなるのは、濁水発生箇所から原水槽に濁水を導く導水路の長さが長く、かつ、勾配が緩やかなので、導水路内の濁水が原水槽に到達するまでに濁水中の泥分の一部が導水路の底部に沈殿してしまうためで、この沈殿した泥土を撹拌して原水槽に送るようにすれば、原水槽に送られる被処理水のＳＳ濃度を高めることのできると考え、本発明に至ったものである。
すなわち、本発明は、被処理水である濁水を収納する原水槽と、前記濁水の発生箇所から前記濁水を前記原水槽まで送る導水路と、前記原水槽から送られてきた被処理水を中和する中和反応槽と、前記被処理水に凝集剤を添加する凝集反応槽と、前記凝集剤が添加された被処理水をスラリーと上澄み液とに分離する固液分離槽と、を備えた濁水処理システムであって、前記導水路に、前記導水路内の被処理水を撹拌して当該導水路の底部に沈殿した泥分を前記導水路内の被処理水内に戻す撹拌装置を設けたことを特徴とする。
これにより、原水槽内の被処理水のＳＳ濃度を高めることができるので、固液分離を適確に行うことができる。したがって、放流する被処理水のＳＳ濃度を確実に許容範囲内にすることができるとともに、適切な性状の脱水ケーキを作製することができる。
【０００７】
また、撹拌装置を前記導水路に沿って移動可能に設置したので、原水槽内の被処理水のＳＳ濃度を効果的に高めることができる。
また、前記導水路の途中に撹拌槽を設けるとともに、前記撹拌槽内に撹拌装置を設置するようにしても同様の効果を得ることができる。
また、前記中和反応槽に送られる液体炭酸ガスを気化する気化器内の温水の上面に油膜層を設けて前記、温水の蒸発を防ぐようにしたので、気化器への水の補充頻度を大幅に延ばすことができるとともに、水位の低下によるヒータ停止のリスクをほぼゼロにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本実施の形態に係る濁水処理システムを示す図である。
導水路と水中ポンプの配置一例を示す図である。
気化器の一例を示す図である。
本発明の他の形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は本実施形態に係る濁水処理システム（以下、処理システム１という）を示す図で、処理システム１は、導水路１０と、沈砂槽２０と、原水槽３０と、炭酸ガス供給装置４０と、中和反応槽５０と、ＰＡＣ貯蔵槽６０と、高分子凝集剤貯蔵槽７０と、凝集反応槽８０と、固液分離槽９０と、放流槽１００と、スラリー槽１１０と、脱水ケーキ作製装置１２０と、を備える。
導水路１０は、濁水発生箇所である工事現場２で発生した被処理水としての濁水を、原水槽３０に導く、延長が約5kmの水路である。導水路１０内の濁水は約1/1500の緩やかな勾配で、総流量25m
3
/hr程度で流れている。
本例では、図２（ａ），（ｂ）に示すように、導水路１０内の汚泥ｚが堆積した場所（例えば、流木付近）に、撹拌装置としての小型の水中ポンプ１１を設置して、導水路１０の底部に堆積した汚泥ｚを撹拌するようにしている。具体的には、水中ポンプ１１の下部（導水路１０の底部側）の吸い込み口１１ａ内に設置された羽根車１１ｋの回転軸１１ｊを図示しないモータで回転させることで導水路１０底部の汚泥ｚを吸い込み、これを吐出口１１ｂから被処理水ｗ中に排出する。
これにより、導水路１０内の通路環境が改善されるとともに、原水槽３０内の濁水のＳＳ濃度を高めることができる。
なお、本例では、導水路１０を、断面がＵ字型の地下水路としたが、断面形状は矩形状であってもよい。また、導水路１０としては、地形によっては、地上に露出する部分があるものであってもよい。
図１に示すように、導水路１０の終端には集水槽１２が設けられており、工事現場２から送られてきた被処理水は、集水槽１２に設けられた汲み上げポンプ１３により、沈砂槽２０に送られる。
沈砂槽２０は、導水路１０と原水槽３０との間に、被処理水の前処理槽として設けられたもので、被処理水中の砂礫などの粒径の大きな粒子を槽の底部に沈降させるとともに、この沈殿した堆積物の上部に浮遊するＳＳを含む被処理水を原水槽３０に送る。
原水槽３０は、導水路１０から送られてきた被処理水を収納するもので、原水送水ポンプ３１と、水位計３２と、撹拌機３３とを備える。
原水送水ポンプ３１は、水位計３２が槽内の被処理水の水位が所定の高さまで上昇したことを検出したときに作動して、槽内に収納された被処理水を中和反応槽５０に送る。
なお、原水槽３０内の被処理水を、撹拌機３３により、所定時間ごとに撹拌するようにしておけば、原水槽３０内の被処理水のＳＳ濃度を均一に保つことができる。
【００１０】
炭酸ガス供給装置４０は、複数本の液化炭酸ガスボンベ４１と気化器４２とを備える。
液化炭酸ガスボンベ４１に収納された液化炭酸ガスは、気化器４２に送られる。
気化器４２は、図３に示すように、気化槽４２ａと、気化用パイプ４２ｂと、ヒータ４２ｃと、水位計４２ｄとを備え、液化炭酸ガスボンベ４１から、送られてきた液体炭酸ガスを気化して中和反応槽５０に送る。
気化槽４２ａは、液化炭酸ガスを温めるための温水４２ｍを収納する容器で、本例では、温水４２ｍの上面に油膜層４２ｎを形成している。油膜層４２ｎとしては、例えば、気化槽４２ａ内に食用油などの環境に害のない油を投入して、油膜層４２ｎを形成するようにすればよい。なお、油膜層４２ｎの厚さとしては、2cm程度あれば十分である。
気化用パイプ４２ｂは、一端が液化炭酸ガスボンベ４１に接続された送液管４２Ｐの気化槽４２ａ側の端部に接続され、他端が中和反応槽５０に接続された送気管４２Ｑの気化槽４２ａ側の端部に接続されたパイプで、その大部分は気化槽４２ａが温水４２ｍ中にあるように、気化槽４２ａ内に設置される。送られてきた液化炭酸ガスを確実に気化するためには、気化用パイプ４２ｂの形状をジグザグ状にするなどして、気化槽４２ａ内の気化用パイプ４２ｂと温水４２ｍとの接触面積が大きくすることが好ましい。
ヒータ４２ｃは、気化槽４２ａの下部に設けられて気化槽４２ａ内の水を所定の温度まで温めるもので、図示しないサーモスタットによりON-OFFするとともに、温水４２ｍの水位を検出する水位計４２ｄの検出した気化槽４２ａの水位が所定の水位よりも低くなったときにOFFになるように設定されている。
気化槽４２ａ内の温水４２ｍは自然に蒸発するため、１回/３日程度補充する必要があったが、本例では、上記のように、温水４２ｍの上面に油膜層４２ｎを設けて温水４２ｍの蒸発を防ぐ（長期化する）ことができるようにしたので、水の補充頻度を３０倍以上延ばすことができるとともに、水位の低下によるヒータ停止のリスクをほぼゼロにすることができる。
中和反応槽５０は、原水槽３０から送られてきた被処理水に気化槽４２ａから送られてきた気化された炭酸ガスを投入することで、被処理水のｐＨを調整する。
なお、後述するように、中和反応槽５０に送られる炭酸ガスの量は、固液分離槽９０内の被処理水のｐＨに応じて調整される。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許