JP2005205251A - Dredged sand classification system and equipment using pneumatic feeding system - Google Patents
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Abstract
【課題】高濃度浚渫船、グラブ浚渫船等で浚渫した浚渫土砂を空気圧送により揚土する過程でサイクロンによって分級する浚渫土砂分級システム。
【解決手段】浚渫した軟泥状の土砂Sを空気圧送し、土砂圧送管118内で土砂プラグS’の形成と崩壊とを繰り返し、乱流状態で圧送される土砂プラグS’を逆円錐形のサイクロン本体125内に導入し、その速度エネルギーに起因する遠心力と被処理物の重量差を利用して細粒分bと粗粒分aとに二相分離する。前記サイクロン本体125の軸芯部に設けたオーバーフロー排出管133の下端開口部を細粒分bの領域に位置させ、更に、この細粒分bの領域の土砂を土砂圧送用の高圧空気の圧力を利用してオーバーフロー排出管133から吐出させる。
【選択図】 図1
A dredged soil classification system that classifies dredged material dredged by a high concentration dredger, a grab dredger, etc. with a cyclone in the process of being pumped by pneumatic feeding.
The dredged soft mud-like earth and sand S is pneumatically fed, and the earth and sand plug S 'is repeatedly formed and collapsed in the earth and sand pressure feeding pipe 118, and the earth and sand plug S' which is pumped in a turbulent state is inverted cone-shaped. It introduce | transduces in the cyclone main body 125, and uses the centrifugal force resulting from the velocity energy, and the weight difference of a to-be-processed object, and carries out two-phase separation into the fine grain part b and the coarse grain part a. The lower end opening of the overflow discharge pipe 133 provided in the shaft core portion of the cyclone main body 125 is positioned in the region of the fine granule b, and the earth and sand in the region of the fine granule b is further subjected to pressure of high pressure air for sediment transport Is discharged from the overflow discharge pipe 133.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、高濃度浚渫船、グラブ浚渫船等で浚渫した浚渫土砂を空気圧送により揚土する過程でサイクロンによって分級する浚渫土砂分級システム及びその装置に関するものである。 The present invention relates to a dredged sand classification system and apparatus for classifying dredged sand dredged by a high-concentration dredger, a grab dredger or the like by a cyclone in a process of being pumped by pneumatic feeding.
従来、河川・港湾を維持するために、航路や河口に堆積した土砂を浚渫船により浚渫し、その土砂を埋立・海洋投棄することが行われていたが、新たな埋立地が環境問題等で造れなくなってきたこと、および浚渫土砂の海洋投棄が規制されたため、大量の浚渫土砂を投棄する場所の確保が緊急の課題になっている。 Conventionally, in order to maintain rivers and harbors, the sediment deposited in the channel and estuary has been dredged by dredgers, and the sediment has been landfilled and dumped into the ocean. Because it has disappeared and the ocean dumping of dredged soil has been regulated, securing a place to dump a large amount of dredged soil has become an urgent issue.
一方、沿岸流などによって海浜が侵食され、砂浜が陸地側に向かってどんどん後退して自然環境の悪化を招いている所もある。また、防潮堤などによって閉鎖された閉鎖海域では、好気性の微生物が増殖して水中や汚泥層の酸素を大量に消費するため、魚介類が死滅するなどの問題がある。 On the other hand, there are places where beaches are eroded by coastal currents and sandy beaches retreat steadily toward the land, causing deterioration of the natural environment. Moreover, in a closed sea area closed by a seawall or the like, aerobic microorganisms multiply and consume a large amount of oxygen in the water and sludge layer, and there is a problem that fish and shellfish are killed.
また、近年では、ダム、湖水、河川、閉鎖海域、あるいは養殖場などの水質を改善するために、これらの底部に堆積した汚泥などを改質、減容化することが積極的に行われている(例えば、特許文献1参照。)。 In recent years, in order to improve the water quality of dams, lakes, rivers, closed seas, or farms, sludge accumulated at the bottom has been actively modified and reduced in volume. (For example, refer to Patent Document 1).
即ち、図10に示すように、浄化対象水域としてのダム16からポンプ浚渫船11の吸引ポンプ17によって底泥を連続して吸引し、底泥送給管18を介して振動フルイ12に送給する。振動フルイ12は、ポンプ浚渫船11から送給された底泥を底泥ホッパ20で受け取り、ここで、底泥から砂や礫、遊木、ゴミなどの異物を除去し、泥水を排出して泥水タンク21に貯留する。そして、泥水タンク21に貯留された泥水をポンプ22によって泥水送給管23を介して三相サイクロン13に送給する。
That is, as shown in FIG. 10, the bottom mud is continuously sucked from the
三相サイクロン13では、各円筒状容器24内に流入した泥水が内部で強い旋回流を生じて遠心分離によって大きい粒径の粒子が側壁に飛ばされて分離される一方、中心部には遠心分離機能で分離しきれない小さい粒径の粒子が多数遊離し、ここに加圧水が導入されて多くのミクロ気泡が発生して微粒径粒子や有機分などが付着する。
In the three-
そして、壁面に遠心分離された粒径の大きい粒子は、壁面を伝って重力落下し、排砂タンク26へ排出される一方、微粒径粒子や有機分は、付着したミクロ気泡により上部へ上がり、円筒状集合容器25へ流出する。また、この円筒状集合容器25で遠心分離によって確実に分離され得なかった大きい粒径の粒子と微粒径土砂、有機分、ミクロ気泡を含んだスラリー原液とに分離し、大きい粒子を排砂タンク26へ、スラリー原液を自己フィルタ14へ供給する。すなわち、三相サイクロン13にて、泥水を遠心力分離作用によって所定粒径(0.075mm)より大きい砂礫と所定粒径以下のシルトや有機物を含んだスラリー原液とに分級する。
The particles having a large particle diameter that have been centrifuged on the wall surface fall along the wall surface by gravity and are discharged to the
この排砂タンク26では、内部に溜まった水分の上澄水をスラリー原液排出管33に移送することで、排砂タンク26から排出される大きな砂礫(粒径が0.075mmより大きい砂礫)の含水量を50%程度に調整している。そして、排砂タンク26から排出された大きな砂礫は、図示しないトラックなどによってダム16よりも下流側の河川に戻される。
In this
一方、自己フィルタ14へ供給されたスラリー原液は、途中で凝集剤注入装置51によりスラリー原液に対して凝集剤が注入され、ミキサー55によって攪拌することで、スラリー原液中の懸濁物質が相互に凝集するのを促進させる。そして、自己フィルタ14では、スラリー原液を各原液供給ノズル46から上向流として処理槽41内に流入すると、処理槽41内を上昇するスラリー原液中の懸濁物質の一部が沈降して処理槽41内の下方領域に懸濁物質濃度が高い濃厚スラリー層が形成され、スラリー原液を各原液供給ノズル46から上向流がこの濃厚スラリー層を通過することで極めて清澄化された上澄液(濁度が20ppm以下)が処理槽41内を上昇し、上澄液放出口42から放出されて送給管15によってダム16に戻される。
On the other hand, the slurry stock solution supplied to the self-
一方、処理槽41内の底部には、スラリー原液中の懸濁物質が沈降・堆積することによって堆積スラリー層が形成され、堆積スラリー(含水率85%以下)が堆積スラリー排出部47によって排出される。
On the other hand, a sedimented slurry layer is formed on the bottom of the
この場合、堆積スラリーは、堆積スラリー排出部47によって連続して、あるいは定期的に排出され、排出管61、排泥ポンプ62を介して脱水汚泥ホッパ64に送られ、脱水汚泥が搬送トラック66で再処理場に搬送される。再処理場では、脱水汚泥に対して有機物除去処理や固化処理などを施して再利用可能なものとする。この場合、有機物除去処理方法としては、焼却、高温好気発酵、比重差による分別後にコンポスト化などがある。また、固化処理を施した後の利用方法としては、埋立材やコンクリート骨材があり、また、河川に放流することもできる。
しかし、上記特許文献1の発明は、次のような問題を抱えている。即ち、
(a) 特許文献1の発明は、ポンプ浚渫船11から送給された底泥を振動フルイ12によって砂や礫、遊木、ゴミなどの異物を除去し、泥水を、一旦、泥水タンク21に貯留する。そして、泥水タンク21に貯留された泥水をポンプ22によって泥水送給管23を介してサイクロン13に送給するため、泥水を貯留する泥水タンク21を必要とするばかりでなく、泥水を送給する泥水ポンプ22を必要とするため、その分の設備コストが嵩むという問題がある。
However, the invention of Patent Document 1 has the following problems. That is,
(A) In the invention of Patent Document 1, the bottom mud fed from the
(b) 一方、分級の対象になっている河口付近や閉鎖海域などの土砂は、比較的砂分が多い。このように比較的砂分が多い土砂を土砂スラリーにして管路輸送する場合は、管路輸送の途中で砂分が分離して管路の底部に沈降し易いため、輸送速度によっては砂が管底部分に堆積し、管閉鎖に至る危険がある。管閉鎖に至らない場合でも土砂スラリーの濃度が不規則、かつ、大きく変動するため、安定した分級効果が得られない。 (B) On the other hand, earth and sand in the vicinity of the estuary and in the closed sea area that are subject to classification have a relatively large amount of sand. When soil with a relatively high sand content is made into sediment slurry and transported in a pipeline, the sand tends to separate and settle at the bottom of the pipeline during the pipeline transport. There is a risk of depositing on the bottom of the tube, leading to tube closure. Even when the pipe does not close, the concentration of the earth and sand slurry is irregular and greatly fluctuates, so that a stable classification effect cannot be obtained.
このため、従来のサイクロン型土砂分級装置では、サンドポンプへ土砂スラリーを投入する前段に攪拌槽を設けて土砂スラリーを十分に攪拌し、砂分の分離沈降を防いだ上でサンドポンプに投入している。そして、輸送中の砂分沈降及び堆積による管閉鎖を避けるため、少なくとも投入土砂スラリーの堆積限界速度を上回る流速を生ぜしめる吐出能力を持たせている。このため、サンドポンプの大型化が避けられなかった。 For this reason, in the conventional cyclone-type earth and sand classifier, a sand tank is provided before the earth and sand slurry is put into the sand pump, and the earth and sand slurry is sufficiently stirred to prevent separation and settling of the sand and then put into the sand pump. ing. And in order to avoid the pipe | tube closure by sand sedimentation and sedimentation during conveyance, it has the discharge capability which produces the flow velocity which exceeds the deposition limit speed | rate of an input soil sand slurry at least. For this reason, the enlargement of the sand pump was inevitable.
(c) また、土砂の分級性能を向上させるためには、土砂のスラリー濃度を低くする必要がある。必要であれば大量の加水をする必要がある。しかし、この場合には、分級処理後に大量の余水が発生するため、余水を処理する水処理費用が多大となる。 (C) Moreover, in order to improve the classification performance of earth and sand, it is necessary to reduce the slurry concentration of earth and sand. If necessary, it is necessary to add a large amount of water. However, in this case, since a large amount of residual water is generated after the classification treatment, the cost of water treatment for treating the residual water becomes large.
本発明は、このような従来の問題を解消するためになされたものであり、その目的とするところは、浚渫船から高濃度で送給される浚渫泥を、泥水タンクなどの貯留槽に貯留することなく、空気圧送システムにて直接、サイクロン型分級装置に導入し、高効率で砂礫とシルト粘土に分級する空気圧送システム利用の浚渫土砂分級方法及び装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve such conventional problems, and the object of the present invention is to store mud mud fed at a high concentration from a dredger in a storage tank such as a mud tank. Therefore, the present invention is to provide a dredged sand classification method and apparatus using a pneumatic feeding system that is directly introduced into a cyclone type classifier by a pneumatic feeding system and classifies into gravel and silt clay with high efficiency.
上記の課題を解決するため、請求項1に記載の本発明は、浚渫した軟泥状の土砂を空気圧送し、土砂圧送管内で土砂プラグの形成と崩壊とを繰り返し、乱流状態で圧送される土砂プラグを逆円錐形のサイクロン本体内に導入し、その速度エネルギーに起因する遠心力と被処理物の重量差を利用して細粒分と粗粒分とに二相分離するとともに、前記サイクロン本体の軸芯部に設けたオーバーフロー排出管の下端開口部を細粒分の領域に位置させ、更に、この細粒分の領域の土砂を土砂圧送用の高圧空気の圧力を利用して前記オーバーフロー排出管から吐出させることを特徴とする空気圧送システム利用の浚渫土砂分級システムである。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention according to claim 1 is configured to pneumatically feed dredged soft mud-like earth and sand, repeatedly form and collapse the earth-and-sand plug in the earth-and-sand feeding pipe, and be pumped in a turbulent state. The earth and sand plug is introduced into the inverted conical cyclone body, and the centrifugal force caused by the velocity energy and the weight difference between the objects to be processed are used to separate the two phases into fine and coarse particles. The lower end opening of the overflow discharge pipe provided in the shaft core part of the main body is positioned in the fine-grained area, and further, the overflow in the fine-grained area using the pressure of high-pressure air for sediment transport It is a dredged soil classification system using a pneumatic feeding system characterized by discharging from a discharge pipe.
請求項2に記載の本発明は、請求項1に記載の空気圧送システム利用の浚渫土砂分級システムにおいて、前記土砂圧送管に注水管を設ける一方、前記サイクロン本体及びオーバーフロー排出管を具備するサイクロン型分級装置によって分級された粗粒分と細粒分とをそれぞれ固液分離し、その時に発生する上澄水の一部を前記注水管への注水に循環使用することを特徴とする空気圧送システム利用の浚渫土砂分級システムである。 The present invention described in claim 2 is a dredged sand classification system using a pneumatic feeding system according to claim 1, wherein a water injection pipe is provided in the earth and sand pressure feeding pipe, while a cyclone type having the cyclone body and an overflow discharge pipe. Use of pneumatic feeding system characterized in that the coarse and fine fractions classified by the classifier are separated into solid and liquid, and a part of the supernatant water generated at that time is circulated and used for pouring into the water injection pipe. This is a dredged soil classification system.
請求項3に記載の本発明は、逆円錐形のサイクロン本体の軸芯部にオーバーフロー排出管を具備すると共に、サイクロン本体内に導入した土砂プラグを、その速度エネルギーに起因する遠心力と被処理物の重量差を利用して細粒分と粗粒分とに二相分離するようにしたサイクロン型分級装置において、前記オーバーフロー排出管の下端開口部を細粒分の領域に位置させると共に、前記オーバーフロー排出管の下端部にフローセパレーターを具備し、該フローセパレーターを、前記オーバーフロー排出管と一部重複するように設けた筒体と、該筒体の下部に隙間を持たせて設けた反転用の底部とから構成させたことを特徴とする浚渫土砂分級装置である。 According to a third aspect of the present invention, there is provided an overflow discharge pipe in the shaft core portion of the inverted conical cyclone main body, and the earth and sand plug introduced into the cyclone main body is subjected to centrifugal force due to velocity energy and to-be-processed. In the cyclone type classifier that uses a weight difference of the product to separate into two phases into a fine particle and a coarse particle, the lower end opening of the overflow discharge pipe is located in the fine particle region, and A flow separator is provided at the lower end of the overflow discharge pipe, and the flow separator is provided so as to partially overlap the overflow discharge pipe, and for reversal provided with a gap at the bottom of the cylinder. It is the dredged soil classification apparatus characterized by comprising from the bottom part of this.
請求項4に記載の本発明は、前記オーバーフロー排出管の下端部に設けたフローセパレーターの筒体を、二相分離された細粒分と粗粒分との境目に位置させることを特徴とする請求項3記載の浚渫土砂分級装置である。 The present invention according to claim 4 is characterized in that the cylindrical body of the flow separator provided at the lower end of the overflow discharge pipe is located at the boundary between the two-phase separated fine particles and coarse particles. 4. A dredged sand classification apparatus according to claim 3.
請求項5に記載の本発明は、前記オーバーフロー排出管を、テレスコープ状に形成すると共に、前記オーバーフロー排出管の下部開口が細粒分の領域に位置するように長さ調整するようにしたことを特徴とする請求項3記載の浚渫土砂分級装置である。 In the present invention according to claim 5, the overflow discharge pipe is formed in a telescope shape, and the length is adjusted so that the lower opening of the overflow discharge pipe is located in a region of fine particles. The dredged soil classification apparatus according to claim 3.
(a) 上記のように、請求項1に記載の本発明は、浚渫した軟泥状の土砂を空気圧送し、土砂圧送管内で土砂プラグの形成と崩壊とを繰り返し、乱流状態で圧送される土砂プラグを逆円錐形のサイクロン本体内に導入し、その速度エネルギーに起因する遠心力と被処理物の重量差を利用して細粒分と粗粒分とに二相分離するとともに、前記サイクロン本体の軸芯部に設けたオーバーフロー排出管の下端開口部を細粒分の領域に位置させ、更に、この細粒分の領域の土砂を土砂圧送用の高圧空気の圧力を利用して前記オーバーフロー排出管から吐出させる。これらの手段を用いることにより、土砂圧送管の途中で粗粒分(砂)の沈降及び堆積による管路閉鎖の危険が少なく、安定したスラリー濃度で土砂を搬送することができ、分級装置であるサイクロン型分級装置において安定した分級を行うことができる。また、空気圧送の特性により、比較的少ない圧力損失で浚渫地点から分級装置であるサイクロン型分級装置までの長距離輸送が可能である。 (A) As described above, the present invention according to claim 1 pneumatically feeds dredged soft mud-like earth and sand, repeatedly forms and collapses the earth-and-sand plug in the earth-and-sand feeding pipe, and is pumped in a turbulent state. The earth and sand plug is introduced into the inverted conical cyclone body, and the centrifugal force caused by the velocity energy and the weight difference between the objects to be processed are used to separate the two phases into fine and coarse particles. The lower end opening of the overflow discharge pipe provided in the shaft core part of the main body is positioned in the fine-grained area, and further, the overflow in the fine-grained area using the pressure of high-pressure air for sediment transport Discharge from the discharge pipe. By using these means, there is little risk of pipe closing due to sedimentation and accumulation of coarse particles (sand) in the middle of the sediment transport pipe, and the sediment can be transported at a stable slurry concentration. Stable classification can be performed in a cyclone classifier. In addition, due to the characteristics of pneumatic feeding, long distance transportation from a dredging point to a cyclone type classifying device, which is a classifying device, is possible with relatively little pressure loss.
また、本発明は、浚渫地点から分級処理地点までの搬送手段として従来使用している空気圧送装置を、そのままサイクロン型分級装置への土砂スラリー注入手段として兼用させている。従って、サンドポンプなどの土砂スラリー注入手段を、別途、用意する必要がなく、設備費などを抑制することが可能となる。 Further, in the present invention, the pneumatic feeding device conventionally used as the conveying means from the dredging point to the classification processing point is also used as the soil slurry injection means to the cyclone type classifying device as it is. Therefore, it is not necessary to separately prepare earth and sand slurry injection means such as a sand pump, and it is possible to suppress equipment costs and the like.
また、上記サイクロン型分級装置では、サイクロン接線方向に土砂プラグが注入され、その際に発生する強い遠心力によって重い粒子や大きな粒子がサイクロン壁面に寄り、軽い粒子や微細な粒子がサイクロンの中心付近に寄る。この効果を利用して粗粒分(砂)と細粒分(泥水)の分級を容易に行うことができる。 In the cyclone classifier, earth and sand plugs are injected in the tangential direction of the cyclone, and heavy particles and large particles move toward the cyclone wall due to the strong centrifugal force generated at that time, and light and fine particles are near the center of the cyclone. Stop by. This effect can be used to easily classify coarse particles (sand) and fine particles (muddy water).
空気圧送システムを利用すれば、搬送用の圧縮空気により土砂圧送管内に生成される土砂プラグの移動速度は、特許文献1で示される送泥ポンプによる泥水輸送速度の数倍の高速となる。移動速度が高い程、強い遠心力が得られ、高い分級効果が得られる。空気圧送システムを利用するメリットがここにもある。 If a pneumatic feeding system is used, the moving speed of the earth and sand plug produced | generated in the earth and sand pressure sending pipe with the compressed air for conveyance will become a high speed several times the mud water conveyance speed by the mud feeding pump shown by patent document 1. FIG. The higher the moving speed, the stronger centrifugal force is obtained and the higher classification effect is obtained. This is another advantage of using a pneumatic feeding system.
(b) また、請求項2に記載の本発明は、前記土砂圧送管に注水管を設ける一方、前記サイクロン本体及びオーバーフロー排出管を具備するサイクロン型分級装置によって分級された粗粒分と細粒分とをそれぞれ固液分離し、その時に発生する上澄水の一部を前記注水管への注水に循環使用するため、土砂分級時の泥水濃度を低下させることができるとともに、余水が少なくなることから余水処理費用の増加を防ぐことができる。 (B) Further, in the present invention according to claim 2, coarse particles and fine particles classified by a cyclone classifier having a water injection pipe in the earth and sand pressure feeding pipe and having the cyclone main body and an overflow discharge pipe are provided. The liquid is separated into solid and liquid, and a part of the supernatant water generated at that time is circulated and used for water injection into the water injection pipe, so that the muddy water concentration at the time of earth and sand classification can be reduced and the remaining water is reduced. Therefore, it is possible to prevent an increase in wastewater treatment costs.
(c) また、請求項3に記載の本発明は、逆円錐形のサイクロン本体の軸芯部にオーバーフロー排出管を具備すると共に、サイクロン本体内に導入した土砂プラグを、その速度エネルギーに起因する遠心力と被処理物の重量差を利用して細粒分と粗粒分とに二相分離するようにしたサイクロン型分級装置において、前記オーバーフロー排出管の下端開口部を細粒分の領域に位置させると共に、前記オーバーフロー排出管の下端部にフローセパレーターを具備し、該フローセパレーターを、前記オーバーフロー排出管と一部重複するように設けた筒体と、該筒体の下部に隙間を持たせて設けた反転用の底部とから構成させたため、一旦、サイクロン型分級装置によって分級された粗粒分が、注入速度変動により中心付近に再移動することを防ぎ、分級効果を安定化させる効果を有する。 (C) Further, the present invention according to claim 3 is provided with the overflow discharge pipe in the shaft core portion of the inverted conical cyclone main body, and the earth and sand plug introduced into the cyclone main body is caused by the velocity energy. In the cyclone type classifier that uses the centrifugal force and the weight difference between the workpieces to separate into two phases of fine and coarse particles, the lower end opening of the overflow discharge pipe is in the fine particle region. A cylinder having a flow separator at a lower end of the overflow discharge pipe, the flow separator being provided so as to partially overlap the overflow discharge pipe, and a gap at a lower portion of the cylinder. Therefore, the coarse particles once classified by the cyclone type classifier are prevented from moving again to the vicinity of the center due to fluctuations in the injection speed. The classifying effect has the effect of stabilizing.
(d) また、請求項4に記載の本発明は、前記オーバーフロー排出管の下端部に設けたフローセパレーターの筒体を、二相分離された細粒分と粗粒分との境目に位置させたため、細粒分の排出時に細粒分と粗粒分との混合を回避し、細粒分のみを効率的に排出することができる。 (D) Further, the present invention according to claim 4 is characterized in that the cylinder of the flow separator provided at the lower end of the overflow discharge pipe is positioned at the boundary between the two-phase separated fine particles and coarse particles. Therefore, mixing of the fine particles and the coarse particles can be avoided when discharging the fine particles, and only the fine particles can be efficiently discharged.
(e) 請求項5に記載の本発明は、前記オーバーフロー排出管を、テレスコープ状に形成すると共に、前記オーバーフロー排出管の下部開口が細粒分の領域に位置するように長さ調整するようにしたため、細粒分の排出時に細粒分と粗粒分との混合を回避し、細粒分のみを効率的に排出することができる。 (E) In the present invention according to claim 5, the overflow discharge pipe is formed in a telescope shape, and the length is adjusted so that the lower opening of the overflow discharge pipe is positioned in the region of fine particles. Therefore, when the fine particles are discharged, mixing of the fine particles and the coarse particles can be avoided, and only the fine particles can be discharged efficiently.
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明に係る浚渫土砂分級システムを実現するための概略構成図であり、土砂搬送手段としての空気圧送装置110と、分級手段としてのサイクロン型分級装置(以下、ソイルサイクロンという)111と、固液分離手段としての沈殿槽112及び止砂ピット集水桝113を具備している。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram for realizing a dredged soil classification system according to the present invention, and includes a
図2に示すように、空気圧送装置110は、攪拌装置114を備えた横長の耐圧タンク115を具備している。この耐圧タンク115の上部には、図示しないグラブ浚渫船によって浚渫された底泥(土砂)Sを投入する土砂投入ホッパー116と、高圧空気Aを導入する高圧空気導入管117が設けられている。一方、この耐圧タンク115の下部には、耐圧タンク115内の土砂Sをソイルサイクロン111に向けて送出する土砂圧送管118が設けられている。
As shown in FIG. 2, the
土砂投入ホッパー116は、その上部開口端に振動フルイ119を備えると共に、下方の出口部にバルブ120を備えている。また、土砂圧送管118は、耐圧タンク115の近傍にバルブ121を備えている。また、攪拌装置114は、図示しないモータによって回転される水平な回転軸122と、水平な回転軸122に対して交差する方向に設けた複数の攪拌翼123により構成されている。また、高圧空気導入管117もバルブ124を備えている。
The earth and
図3に示すように、ソイルサイクロン111は、逆円錐状のサイクロン本体125と、テレスコープ式の内筒126と、フローセパレーター127により構成されている。そして、サイクロン本体125の下端部(アンダーフロー排出管)129に粗粒分貯留槽128を設けている。また、テレスコープ式の内筒126と、後述する曲管部137によってオーバーフロー排出管133を形成している。
As shown in FIG. 3, the
サイクロン本体125は、上から下に進むにしたがって次第に直径が細るいわゆる逆円錐形状に形成されており、その中心線(図示せず)上にテレスコープ式の内筒126が設けられている。このテレスコープ式の内筒126は、固定筒130と可動筒131から形成されており、固定筒130の上端は、サイクロン本体125の甲板132の中心に設けた開口部に気密状に設けられている。可動筒131の下部開口の位置は、土砂の特性などにより適宜調整するようにしている。具体的には、細粒分の領域に位置させる。
The
フローセパレーター127は、円筒状の側壁(筒体)134と反転用の底壁(底部)135により形成されている。反転用の底壁135は、陣笠状に形成された上、テレスコープ式の内筒126の中心に設けた昇降稈136の下部に取り付けられている。この昇降稈136は、テレスコープ式の内筒126に接続している曲管部137に設けられている雌ねじ部138に螺合しており、ハンドル139を回転させることによって昇降するようにしている。
The
一方、上記円筒状の側壁134は、所定の直径に形成されている上、放射状に配した複数の支持板140によって可動筒131と一部重複するように可動筒131及び反転用の底壁135に取り付けられている。更に詳しく説明すると、上記円筒状の側壁134は、粗粒分と細粒分との境目に位置させることが肝要である。
On the other hand, the
また、サイクロン本体125の側面には、土砂導入管141がサイクロン本体125の接線方向に取り付けられている。また、サイクロン本体125の下部には、分級された粗粒分を一時的に貯留するための壺状の粗粒分貯留槽128が設けられている。この貯留槽粗粒分貯留槽128には、粗粒分排出管142が挿入されている。
In addition, the earth and
ソイルサイクロン111のオーバーフロー排出管133にさらに別途用意するソイルサイクロン111を連結し、土砂圧送用の高圧空気力を利用し、数段に分けて分級するシステムとすることもできる。この方法によれば、さらに高い分級効果が得られる。
A separately
図4に示すように、沈殿槽112は、既に説明したソイルサイクロン111と同様にサイクロン状に形成されており、逆円錐形の沈殿槽本体145には、接線方向に泥水注入管146を設け、ソイルサイクロン125によって分級された細粒分(泥水)bを導入するようにしている。
As shown in FIG. 4, the
この沈殿槽本体145の中心部には、多孔板により形成された有底の整流筒147及び148が二重に設けられている。これらの整流筒147及び148は、本体145の甲板149の下面に設けられている。なお、小径の整流筒148の上部は、開口になっている。また、この甲板149の上面には、有蓋の排気筒150が設けられており、その側面には、複数の排気口151が設けられている。また、沈殿槽本体145には、小径の整流筒148の中心にサイフォン式の排水管152を設けており、沈殿槽本体145内の上澄水wを排水するようにしている。
In the center of the sedimentation tank
更に、沈殿槽本体145の下端部には、沈殿槽本145の下部に沈殿した細粒子(シルト・粘土)nを排出する排土管153が設けられている。この排土管153のバルブ154は、排土管153内に設けたお碗形のフレキシブルな弁膜155と、球形状の弁体156により構成され、球形状の弁体156を前進させてお碗形の弁膜155を排土管153の内面に押圧することによって排土管153を閉塞し、球形状の弁体156を後退させることによって排土管153を開口させるようにしている。
Furthermore, the lower end portion of the settling tank
ここで、弁膜としては、柔軟性と耐磨耗性を有するものであればよく、例えば、ゴム製のものや、ゴムを塗布した布帛製のものなどを挙げることができる。 Here, the valve membrane only needs to have flexibility and wear resistance, and examples thereof include a rubber product and a fabric product coated with rubber.
図5に示すように、止砂ピット集水桝113は、箱形のピット158内が仕切堰159によって仕切られており、集砂桝160には、ソウルサイクロン111によって分級された粗粒分aを導入する配管161が設けられ、集水桝162には、上澄水wを排出する排水管163が設けられている。
As shown in FIG. 5, the sand
図1に戻って説明すると、空気圧送装置110とソイルサイクロン111とを連通する土砂圧送管118の途中には、注水管164が設けられている。この注水管164には、余水循環パイプ165が接続し、沈殿槽112及び止砂ピット集水桝113の上澄水wの一部、即ち、余水w’が供給されるようにしている。この余水循環パイプ165には、沈殿槽112及び止砂ピット集水桝113の排水管152及び163が接続されている。上澄水wの残りは、水処理装置167で最終処理された後、系外に放流される。水処理装置167へは、余水循環パイプ165に接続している配管168を経て余分な上澄水wを供給するようにしている。
Returning to FIG. 1, a
次に、図示しないグラブ浚渫船によって浚渫された底土(土砂)の処理方法について説明する。 Next, a method for treating bottom soil (earth and sand) dredged by a grab dredger (not shown) will be described.
図2に示すように、図示しないグラブ浚渫船によって浚渫された底土(土砂)Sを振動フルイ119上に投入すると、振動フルイ119によつて遊木やゴミなどの大型の異物や大径の礫(図示せず)が除去された土砂Sが土砂投入ホッパー116を経て耐圧タンク115内に流入する。この耐圧タンク115内に流入した土砂Sは、攪拌装置114によって攪拌されて液相化し、土砂スラリーとなる。
As shown in FIG. 2, when soil (sand) S dredged by a grab dredger (not shown) is put on the
耐圧タンク115内に所定量の土砂Sを投入後、土砂投入ホッパー116のバルブ120を閉め、高圧空気供給管117のバルブ124を開くと、高圧空気供給管117から耐圧タンク115内に高圧空気Aが流入し、耐圧タンク115内の圧力が上昇する。耐圧タンク115内の圧力が定圧に達したところで土砂圧送管118のバルブ121を開くと、耐圧タンク115内の土砂スラリーが土砂圧送管118内に押し出され、ソイルサイクロン111に向けて圧送される。
When a predetermined amount of earth and sand S is introduced into the
土砂スラリーは、図6に示すように、土砂圧送管118内でプラグ流、つまり、液相部(土砂プラグ)S’と気相部A’とが交互に流下する流れ、つまり、二相流を形成して移動する。土砂プラグS’の前面では、巻き波状の渦(図示せず)が発生し、土砂プラグS’の前面土砂を取り込んで攪拌しながら前進する。土砂圧送管118内の土砂プラグS’は、絶えず攪拌混合されながら土砂圧送管118の端部まで移動するため、砂分の分離予防効果があるばかりでなく、スラリー濃度安定効果もある。土砂の流下距離(搬送距離)が伸びるにつれてプラグ流は発達し、高速で土砂圧送管118のソイルサイクロン111に注入される。
As shown in FIG. 6, the earth and sand slurry is a plug flow in the earth and sand
図7に示すように、ソイルサイクロン111内に高速で流入した液相分(土砂プラグ)S’は、逆円錐状のサイクロン本体125に沿って螺旋を描きながら降下する間に遠心力が発生し、液相分(土砂プラグ)S’の中の粗粒分(砂)aは、サイクロン本体125の壁面近くに寄り、壁面に沿ってゆっくり降下する。
As shown in FIG. 7, the liquid phase component (sediment plug) S ′ that has flowed into the
一方、細粒分(泥水)bは、サイクロン本体125の中央に押しやられる。このため、サイクロン本体125の下部には、粗粒分(砂)aが多くなり、その上部には、細粒分(泥水)bが溜まる。サイクロン本体125の中心に設けた内筒(オーバーフロー排出管)126は、サイクロン本体125内に流入した液相分(土砂プラグ)S’及び気相分A’のショートパスを防止する役目を持っている。
On the other hand, the fine particles (muddy water) b is pushed to the center of the cyclone
液相部(土砂プラグ)S’の間欠的な流入によってサイクロン本体125内の土砂レベルが上昇し、内筒(オーバーフロー排出管)126の下部開口が泥水bによって塞がれると、図8に示すように、空気圧によって泥水bが内筒(オーバーフロー排出管)126から排出される。フローセパレーター127は、一旦、分級された粗粒分(砂)aが土砂プラグS’の脈動などによって再移動するのを防止する役目を持っている。
When the sediment level in the cyclone
一方、図示しない計測装置で粗粒分貯留槽128に粗粒分が貯留されたことを感知した時点で図示しないポンプを駆動し、租粒分貯留槽128内に堆積した粗粒分(砂)aを排出管142から排出する(図9参照。)。
On the other hand, when a measuring device (not shown) senses that the coarse particles are stored in the coarse
図4に示すように、ソイルサイクロン111の内筒(オーバーフロー排出管)126から供給された泥水bは、沈殿槽112で固液分離され、細粒子(シルト・粘土)nが沈殿槽112の下部に沈殿し、その上に上澄水wが溜まる。この上澄水wは、サイフォン式の排水管152から排出される。沈殿槽112の下部に沈殿した細粒子(シルト・粘土)nは、バルブ154を、適宜、操作して取り出した後、例えば、最終処分場(図示せず)に投棄される。
As shown in FIG. 4, the muddy water b supplied from the inner cylinder (overflow discharge pipe) 126 of the
一方、図5に示すように、粗粒分貯留槽128から供給された粗粒分(砂)aは、止砂ピット集水桝113の集砂桝160内に貯留される。その際、粗粒分(砂)a上の上澄水wは、仕切壁159を超えて隣の集水隣162に流入し、排水管163から排水される。集砂桝160内の砂aは、バックホーなどの土木作業機械によって取り出した後、例えば、流失した海浜に補充される。
On the other hand, as shown in FIG. 5, the coarse particle portion (sand) a supplied from the coarse
再度、図1に戻って説明すると、沈殿槽112及び止砂ピット集水桝113から排出された上澄水wの一部(余水)w’は、余水循環パイプ165を経て注水管164に供給される。この注水管164から土砂圧送管118内に導入された余水w’は、土砂圧送管118内で土砂プラグS’と攪拌され、土砂プラグS’のスラリー濃度が低下する。このため、ソイルサイクロン111内で粗粒分(砂)aと細粒分(泥水)bとの分級が、一層、向上する。
Referring back to FIG. 1 again, a part (surplus water) w ′ of the supernatant water w discharged from the
既に説明したように、上澄水wの残りは、水処理装置164によって最終処理された後、放流されるのであるが、本発明では、上澄水wの一部(余水)を循環して使用するため、水処理装置164によって最終処理する上澄水wの処理量を低減させることができる。
As already explained, the remainder of the supernatant water w is finally treated by the
a 粗粒分
b 細粒分
S 土砂
S’ 土砂プラグ
111 サイクロン型分級装置
118 土砂圧送管
128 貯留部
138 内筒付き排出口
a Coarse grain b Fine grain S Sediment S '
Claims (5)
4. The bag according to claim 3, wherein the overflow discharge pipe is formed in a telescope shape, and the length is adjusted so that a lower opening of the overflow discharge pipe is located in a region of fine particles. Sediment classification equipment.
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