JPH10118698A - ダム汚泥排砂設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、ダム水底で腐敗した落葉などの汚泥
と土砂との混合堆積物を分離して処理するダム汚泥排砂
設備に関し、従来のダンプトラックによる浚渫物の運搬
を不要にするとともに、有機物からの悪臭放出を防止
し、汚泥のストックヤードも不要にした。 【解決手段】ダムの水底からバケットホイール付き水中
作業機２等の取込み手段で取り込まれた汚泥状堆積物６
が、第１処理手段における底質分離装置７の加圧水注入
手段44付きサイクロン43で粒径の大きい土砂を分離され
て、同土砂はダムの水底へ戻され、残余の有機物を含ん
だスラリー状混合物は第２処理手段の空気吹込み手段25
付きサイクロン24により微粒状土砂等の無機物27と有機
物28とに分離され、無機物27もダム水底に戻されるが、
有機物28はその処理手段30で分解処理される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ダムの水底に岸辺
の樹木からの落葉や折れ枝が沈降し腐食して生じた汚泥
と、河川の上流から流下してダム堰体によりせき止めら
れる土砂とが混合して生成された汚泥状堆積物を処理す
るためのダム汚泥排砂設備に関する。なお、本発明は、
ダムのみならず湖沼や港湾などの閉鎖的な水域にも適用
される。

【０００２】

【従来の技術】従来のダム汚泥排砂システムとしては次
のような手段が実施されている。 (1) 水位の極端に低い個所では、油圧ショベル等の土木
機械で汚泥・土砂等を掘削して取り込み、これをダンプ
トラックに積み込んで処分地まで運搬してから処分す
る。 (2) 水位の高い個所では、タグボートなどの船を浮か
べ、それらの上に回転グラブ式の土工機械を搭載し、そ
の回転グラブ等で土砂を取り込み、岸まで運搬してか
ら、陸上のダンプトラックに移し替えて処分地まで輸送
する。 (3) 図２に示すようにして、浚渫作業船101を浮かべ、
作業スパッド115または補助スパッド114を湖底に打ち込
むとともに、アンカブーム107でアンカ102を打ち込んで
固定する。一方、浚渫作業船101上に取り付けられたウ
ィンチ108, 109によってアーム116が作動し、アーム116
の先端に取り付けられた旋回台104および集泥機105によ
って底泥層106を浚渫し、吸泥ポンプ103にて取り込む作
用が行なわれる。このようにして取り込まれた浚渫物は
アーム116に取り付けられた搬送管117および除塵装置11
0を経由して貯泥槽111に貯溜される。貯泥槽111内の浚
渫物は撹拌機118によって流動性を付与され、送泥ポン
プ119により水上送泥管112を通して処分地113へ搬送さ
れ処分される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述のよう
な従来の技術では、次のような技術的課題がある。 (1) ダンプトラックで汚泥や砂を運搬するために、地域
住民に対し、騒音公害や交通渋滞等の問題を生じるとと
もに、ランニングコストが高くなる。 (2) 掘削し取り込んだ汚泥状堆積物のストックヤードの
確保が難しい。 (3) 処分地では、掘削し取込んだ堆積物が有機物を含む
ため産業廃棄物となり、その処分がコスト高になるとと
もに、悪臭などの公害問題を生じる。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、本発明のダム汚泥排砂設備は、ダムの水底における
汚泥状堆積物を取込む堆積物取込み手段と、同手段によ
り取込まれた堆積物から底質分離装置により微粒状土砂
と有機物とのスラリー状混合物を分離して残余の粒径の
大きい土砂を上記ダムの水域に戻す第１処理手段と、同
手段により分離された上記スラリー状混合物をダム近傍
で脱水分離装置により脱水し無機物と有機物とに分離し
て同無機物を上記ダムの水域に戻す第２処理手段と、同
手段で分離された有機物を導いて分解処理する有機物処
理手段とをそなえ、上記底質分離装置が、上記汚泥状堆
積物を導入されて底質分離を行なう底質分離用サイクロ
ンと、同サイクロン内へ加圧水を注入して上記底質分離
を促進する加圧水注入手段とにより構成され、上記脱水
分離装置が、上記スラリー状混合物の脱水を行なう遠心
分離機と、同遠心分離機により脱水された上記混合物を
無機物と有機物とに分離する無機・有機分離用サイクロ
ンと、同サイクロン内へ空気を吹き込み無機・有機分離
を促進する空気吹込み手段とにより構成されたことを特
徴としている。

【０００５】上述の本発明のダム汚泥排砂設備では、水
中作業機などでダム水底から取り込まれた汚泥状堆積物
が、第１処理手段における底質分離装置により微粒状土
砂と有機物とのスラリー状混合物を分離され、残余の粒
径の大きい土砂はダム水底に戻される。そして、上記ス
ラリー状混合物は第２処理手段における脱水分離装置に
より無機物と有機物とに分離され、分離された上記無機
物はダム水域に戻されるので、結局有機物だけが残る
が、同有機物は直ちに有機物処理手段で分解処理され
る。

【０００６】したがって、従来のように浚渫物をダンプ
トラックで処理地へ運搬する過程が不要になるほか、浚
渫物のストックヤードも不要になり、大幅なコストダウ
ンが見込まれる。しかも上記の第１および第２処理手段
や有機物処理手段における各処理は閉ループで行なわれ
るので、その水質改善の処理作業が効率よく行なわれる
ほか、有機物の悪臭の放出も防止されるようになる。

【０００７】特に本設備では、上記第１処理手段におけ
る底質分離装置が加圧水注入手段を付設されたサイクロ
ンとして構成されるので、粒径74μｍ以下の微小粒土砂
と有機物との混合物の分離が、サイクロン原理と加圧水
注入による撹拌作用や気泡の発生により効率よく行なわ
れるようになる。

【０００８】また本設備では、上記第２処理手段におけ
る脱水分離装置で、遠心分離機による脱水作用と、脱水
後の上記混合物を空気吹込み手段付きサイクロンで無機
物と有機物とに分離する作用とが的確に行なわれるよう
になり、このようにして得られた有機物は、閉ループで
有機物処理手段へ送り込むことができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面により本発明の一実施
形態としてのダム汚泥排砂設備について説明すると、図
１はその系統図であって、バケットホイールなどをそな
えた走行式水中作業機２としての掘削式取込み手段７に
より、ダム１の水底の汚泥状堆積物が取り込まれるよう
になっている。

【００１０】このようにして水中作業機２に取り込まれ
た土砂および有機物と水とからなる汚泥状堆積物６は、
直ちに第１処理手段におけるサイクロン43および加圧水
注入手段44とからなる底質分離装置７で、微粒状土砂
（粒径74μｍ以下）および有機物と水とのスラリー状混
合物12を分離され、残余の粒径の大きい土砂や無機物
は、その流動性を保つ水と共にポンプによってダム堰体
45の内側の水底に戻されるように配管されている。

【００１１】また、上記の第１処理手段で分離された微
粒状土砂および有機物と水とのスラリー状混合物12は、
第２処理手段の脱水分離装置22における脱水用の遠心分
離機20で脱水分離15され、その水は貯水場37に貯溜され
る。そして残余物の無機・有機混合物は、脱水分離装置
22における空気吹込み手段25付きサイクロン24で無機物
27と有機物28とに分離されるようになっている。

【００１２】このようにして分離された有機物28は、有
機物処理手段としてのバイオ技術による発酵分解装置30
へ導かれて分解処理される。そして、残余の無機物27
は、ダム水域へ戻されるようになっている。

【００１３】さらに、本実施形態のダム汚泥排砂設備に
より、ダム１の機能を回復し水質浄化を行なう作用を詳
細に説明すると、次のとおりである。 (1) 機動性があり運搬が容易なビークルとしてのバケッ
トホイール付き水中作業機２でヘドロ，砂質によって構
成される汚泥42を流動化３し、掘削・取込み（浚渫）４
を行なって、水と共にスラリー搬送５を行なう。

【００１４】(2) 取り込まれた汚泥42は、サイクロン43
と加圧水44とによるキャビテーションと浮上分離の原理
を利用した底質分離装置７によって粗大粒径土砂10，粗
粒径土砂11，74μｍ以下の微粒径土砂およびヘドロの微
粒子12とに分離する操作８，９を行ない、粗大粒径土砂
10および粗粒土砂11をダム底に堆積させるとともに、微
粒子12の処理のために次のステージに搬送される。本処
理までは、基本的にダム１の水中13下で行なわれる。

【００１５】(3) 水を含む微粒子12は、高速凝沈17を行
ない、オーバーフロー水18を水処理手段35に、それ以外
は汚泥槽19に貯蔵し、遠心分離機20によって脱水分離15
を行ない、水21は水処理手段35に、その他の汚泥はサイ
クロン24に送り込み、サイクロン24の原理、空気吹込み
手段25の空気吹込みおよび重力差の原理を利用したシス
テムによって、脱水分離15を行ない、水26は水処理手段
35へ搬送するとともに無機物27と有機物28とに分離29を
行なう。

【００１６】(4) 分離された無機物27は、粗粒径土砂1
0, 11と同様な処理を行なうためにダム底へのリターン3
2により堆積させ、場合によってはリサイクル33を図
る。有機物28は、バイオまたは化学的処理によって分解
30またはリサイクル31を図る。 (5) 本設備の各ステージで砂質およびヘドロから取り除
かれた水分は、水処理設備で水処理35を行ない処理水36
を貯水場37にリターンさせる。

【００１７】(6) ダム底に堆積した粗大粒径土砂10, 粗
粒径土砂11および微粒径土砂の無機物27については、ポ
ンプによって水力吸引搬送34を行ない、ダム堰体45の前
に堆積38を行なう。 (7) ダム１の堰体45の前に堆積38された無機質土砂は、
ダム１の水位と河川の水位との差を利用するサイホン管
またはポンプ等によってダム堰体45の後に搬送し、たと
えば一時堆積40し、河川下流41に放砂，放流を行なう。

【００１８】本発明の実施形態では、以上(1)〜(7)を基
本とし、ダム汚泥42そのものをダム１の周囲の陸上に上
げることなく、閉ループで有機物と無機物とに分離し、
有機物を処理して無機になった土砂をダム下流に放砂す
るものである。

【００１９】上述の本実施形態のダム汚泥排砂設備で
は、水中作業機等の取込み手段で取り込まれた汚泥状堆
積物が、第１処理手段における底質分離装置７で粒径の
大きい土砂を分離されて、同土砂は直ちに水底へ戻され
る一方、その分離後の残余のスラリー状混合物は、ダム
近傍で脱水後に第２処理手段における脱水分離装置22で
微小粒径の土砂を含む無機物を分離され、同無機物もダ
ムの水底へ戻されるので、結局有機物だけが残るが、こ
の有機物も直ちに有機物処理手段としての発酵分解装置
30で分解処理される。

【００２０】したがって、従来のように浚渫物をダンプ
トラックで処理地へ運搬する過程が不要になり、しかも
第１処理手段における底質分離装置７や第２処理手段に
おける脱水分離装置22および有機物処理手段としての発
酵分解装置30による各処理は閉ループで行われるので、
その水質改善の処理作業が効率よく行なわれるほか、有
機物の悪臭の放出も防止されるようになる。

【００２１】特に本設備では、第１処理手段における底
質分離装置７が加圧水注入手段44を付設されたサイクロ
ン43として構成されるので、粒径74μｍ以下の微小粒土
砂と有機物との混合物の分離が、サイクロン原理と加圧
水注入による撹拌作用や気泡の発生により効率よく行な
われるようになる。

【００２２】また本設備では、第２処理手段における脱
水分離装置22が、遠心分離機20による脱水作用と、脱水
後の上記混合物を空気吹込み手段25付きサイクロン24で
無機物27と有機物28とに分離する作用とを的確に行なう
ようになり、このようにして得られた有機物28を閉ルー
プで有機物処理手段30へ送り込むことができる。

【００２３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明のダム汚泥
排砂設備によれば次のような効果が得られる。 (1) ダムの水底から取り込まれた汚泥状堆積物が、第１
処理手段で粒径の大きい土砂を分離され、同土砂が直ち
に上記水底へ戻されるほか、残余のスラリー状混合物も
第２処理手段で微粒状土砂を分離し上記水底へ戻すよう
になっていて、残った有機物は有機物処理手段で分解処
理されるので、従来のように浚渫物をダンプトラックで
処理地へ運搬する過程が不要になるほか、浚渫物のスト
ックヤードも不要になり、大幅なコストダウンが見込ま
れる。しかも上記の第１および第２処理手段や有機物処
理手段は閉ループで行なわれるので、その水質改善の処
理作業が効率よく行なわれるほか、有機物の悪臭の放出
も防止されるようになる。 (2) 上記第１処理手段における底質分離装置が加圧水注
入手段を付設されたサイクロンとして構成されるので、
粒径74μｍ以下の微小粒土砂と有機物との混合物の分離
が、サイクロン原理と加圧水注入による撹拌作用や気泡
の発生により効率よく行なわれるようになる。 (3) 上記第２処理手段における脱水分離装置が、遠心分
離機による脱水作用と、脱水後の上記混合物を空気吹込
み手段付きサイクロンで無機物と有機物とに分離する作
用とを的確に行なうようになり、このようにして得られ
た有機物を閉ループで有機物処理手段へ送り込むことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態としてのダム汚泥排砂設備
の構成を示すブロック図である。

【図２】従来のダム汚泥処理手段の一例としての浚渫作
業船を示す側面図である。

【符号の説明】

１ ダム ２ 水中作業機 ３ 底土流動化手段 ４ ヘドロ砂質浚渫 ５ 浚渫物搬送手段 ６ 汚泥 ７ 底質分離装置 ８，９ 分離手段 10 粗大粒径土砂 11 粗粒径土砂 12 スラリー状混合物 15 脱水分離手段 16 微粒子 17 高速凝沈手段 18 水 19 汚泥槽 20 遠心分離機 21 水 22 脱水分離装置 23 汚泥 24 サイクロン 25 空気吹込み手段 26 水 27 無機物 28 有機物 29 分離手段 30 有機物処理手段 31 リサイクル手段 32 リターン手段 33 リサイクル手段 34 水力吸引搬送手段 35 水処理手段 36 処理水 37 貯水場 38 堆積手段 39 搬送手段 40 一時堆積 41 下流 42 汚泥 43 サイクロン 44 加圧水注入手段 45 ダム堰体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ダムの水底における汚泥状堆積物を取込
   む堆積物取込み手段と、同手段により取込まれた堆積物
   から底質分離装置により微粒状土砂と有機物とのスラリ
   ー状混合物を分離して残余の粒径の大きい土砂を上記ダ
   ムの水域に戻す第１処理手段と、同手段により分離され
   た上記スラリー状混合物をダム近傍で脱水分離装置によ
   り脱水し無機物と有機物とに分離して同無機物を上記ダ
   ムの水域に戻す第２処理手段と、同手段で分離された有
   機物を導いて分解処理する有機物処理手段とをそなえ、
   上記底質分離装置が、上記汚泥状堆積物を導入されて底
   質分離を行なう底質分離用サイクロンと、同サイクロン
   内へ加圧水を注入して上記底質分離を促進する加圧水注
   入手段とにより構成され、上記脱水分離装置が、上記ス
   ラリー状混合物の脱水を行なう遠心分離機と、同遠心分
   離機により脱水された上記混合物を無機物と有機物とに
   分離する無機・有機分離用サイクロンと、同サイクロン
   内へ空気を吹き込み無機・有機分離を促進する空気吹込
   み手段とにより構成されたことを特徴とする、ダム汚泥
   排砂設備。