JP2018197469A - Recharge system and recharge method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、掘削工事等で用いられるリチャージ工法のシステム及びリチャージ工法に関する。 The present invention relates to a recharge system and a recharge method used in excavation work and the like.
一般に、地下掘削工事においては、掘削工事部分の水分を適度に抑えるため、掘削前に予め掘削部分の地下水を地表近くに汲み上げ、地下水位を低下させた状態で掘削を行うケースが多い。このとき、地下水放流量を削減するとともに、現場周辺の水位低下による影響を低減するために、汲み上げた地下水を再び地中に戻すリチャージ工法が多用されている。 In general, in underground excavation work, in order to moderate moisture in the excavation part, excavation is often performed in a state where the groundwater in the excavation part is pumped up near the ground surface in advance and the groundwater level is lowered before excavation. At this time, in order to reduce the discharge amount of groundwater and to reduce the influence due to the lowering of the water level around the site, a recharge method for returning the groundwater pumped back to the ground is often used.
一方、従来のリチャージ工法においては、注水井戸(リチャージウェル)のスクリーン近傍の地盤の目詰まり現象が発生しやすく、注水井戸の通水性能/注水性能を長期にわたって維持することが難しい。このため、地表に汲み上げた地下水に含まれる目詰まり物質を取り除くための種々の技術が提案、実用化されている。 On the other hand, in the conventional recharge method, clogging of the ground near the screen of the water injection well (recharge well) is likely to occur, and it is difficult to maintain the water flow performance / water injection performance of the water injection well for a long period of time. For this reason, various techniques for removing clogging substances contained in the groundwater pumped to the ground surface have been proposed and put into practical use.
例えば、特許文献1には、筒状の中空管体と、中空管体内の中心部に設けられた筒状のフィルター部とを備えた目詰まり防止装置(リチャージシステム)が開示されている。
For example,
この目詰まり防止装置では、中空管体の内周とフィルター部の外周との間に環状空間を形成し、環状空間内に、工事発生水、雨水や地下水等が含まれた排出水を接線方向から水平線に対して下方を向くような旋回流が起こるように導入する。このとき、遠心力と重力差とにより排出水中の重量の大きな異物が落下するとともに重量の小さい異物が上方に浮上し、これら異物をフィルター部でろ過して除去することができる。 In this clogging prevention device, an annular space is formed between the inner periphery of the hollow tube body and the outer periphery of the filter unit, and effluent water containing construction-generated water, rainwater, groundwater, etc. is tangentially connected to the annular space. It introduce | transduces so that the swirl | flow may arise so that it may face downward with respect to a horizontal line from a direction. At this time, the foreign matter having a large weight falls in the discharged water due to the centrifugal force and the difference in gravity, and the foreign matter having a small weight floats upward. The foreign matter can be filtered and removed by the filter unit.
しかしながら、上記の目詰まり防止装置は粘土粒子等の浮遊物質(Suspended solids:SS)成分の除去を主な目的としたものであるため、この目詰まり防止装置を用いたとしてもリチャージ工法の目詰まり現象の発生を十分に抑えることが難しい。 However, since the clogging prevention device is mainly intended to remove suspended solids (SS) components such as clay particles, even if this clogging prevention device is used, clogging of the recharge method is not possible. It is difficult to sufficiently suppress the occurrence of the phenomenon.
また、注水井戸の通水性能を回復させるために、リチャージを中止して時間をかけて注水井戸の逆洗を行った場合でも、注水井戸近傍の地盤が目詰まりしていると、通水性能を初期の状態まで回復させることが難しい。 In addition, in order to restore the water flow performance of the water injection well, even if the recharge is stopped and the water injection well is backwashed over time, the water flow performance will be reduced if the ground near the water injection well is clogged. It is difficult to restore to the initial state.
これに対し、本願の発明者ら/出願人は、鋭意検討を行い、注水井戸付近の地盤の目詰まりが土粒子等のSS成分の他に、地下水(排出水)に含まれる鉄成分が大きく関与していることを突き止め、例えば注水井戸の注水部(スクリーン)近傍に三価鉄が到達すること防止するための地下水の処理方法を発明し、既に特許出願を行っている(特願2016−075417)。 On the other hand, the inventors / applicants of the present application have made extensive studies, and the clogging of the ground near the water injection well is caused by a large amount of iron components contained in groundwater (discharged water) in addition to SS components such as soil particles. For example, a method for treating groundwater to prevent trivalent iron from reaching the vicinity of the water injection part (screen) of the water injection well has been invented, and a patent application has already been filed (Japanese Patent Application No. 2006). 075417).
また、本願の発明者ら/出願人は、バネ式フィルターの表面にプリコート材を付着させ、このバネ式フィルター及びプリコート材で地下水をろ過することにより、精密なろ過を高速、且つ低圧で実現できるとともに三価鉄等を好適に除去できることを見出している。 In addition, the inventors / applicants of the present application can achieve precise filtration at high speed and low pressure by attaching a precoat material to the surface of the spring filter and filtering groundwater with the spring filter and the precoat material. In addition, it has been found that trivalent iron and the like can be suitably removed.
ここで、リチャージ工法においては、地上で、揚水した地下水中の目詰まり物質をフィルター/ろ過装置などを用いて取り除く。このため、必然的にフィルター/ろ過装置は処理水量の増大とともに目詰まりが進行してそのろ過性能が低下し、定期的なメンテナンス、例えば逆洗が必要になる。 Here, in the recharge method, clogged substances in the groundwater pumped up are removed on the ground using a filter / filtration device or the like. For this reason, the filter / filtration device inevitably becomes clogged with the increase in the amount of treated water, and the filtration performance thereof is lowered, and regular maintenance such as backwashing is required.
そして、従来、フィルター/ろ過装置を逆洗などでメンテナンスする時にはリチャージすることができないため、この間に汲み上げた地下水を下水道へ放流せざるを得なかった。これにより、逆洗などのメンテナンスの頻度に応じて下水放流/リチャージのバルブ切り替えなどの煩雑な作業、操作が必要になるとともに、下水放流に伴う下水道使用料などの大きな費用負担が生じていた。 Conventionally, when the filter / filter device is maintained by backwashing or the like, it cannot be recharged, so the groundwater pumped during this time has to be discharged into the sewer. This necessitates complicated operations and operations such as sewage discharge / recharge valve switching in accordance with the frequency of maintenance such as backwashing, and a large cost burden such as sewage usage fees accompanying sewage discharge.
ここで、例えば図6はバネ式フィルターを用いて約1時間に1回の頻度で洗浄したケースを例示したものである。この図から、全体の処理に占める洗浄時間の影響が非常に大きいことが分かる。このように、従来手法ではメンテナンスに伴いリチャージを停止する頻度が多く、汲み上げた地下水を下水放流することに応じに伴って高コスト化するという問題があった。 Here, for example, FIG. 6 exemplifies a case of cleaning with a frequency of about once every hour using a spring type filter. From this figure, it can be seen that the influence of the cleaning time on the entire processing is very large. As described above, in the conventional method, the recharge is frequently stopped with the maintenance, and there is a problem that the cost increases in accordance with the discharge of the pumped-up groundwater.
本発明は、上記事情に鑑み、メンテナンス時に地下水などの排出水を下水放流することを不要にでき、効率的且つ経済的で好適な運転を実現することを可能にするリチャージシステム及びリチャージ工法を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, the present invention provides a recharge system and a recharge method that can eliminate the need to discharge drain water such as groundwater during maintenance, and enable efficient, economical, and suitable operation. The purpose is to do.
上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。 In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
本発明のリチャージシステムは、地上で対象水に酸化剤を添加する酸化剤添加手段と、前記酸化剤添加手段で前記酸化剤を添加した対象水を一時的に貯留する原水タンクと、前記原水タンクから送られた対象水をろ過装置でろ過して対象水中の不溶性物質を除去する除去処理手段と、前記除去処理手段で処理した後の対象水を地中に注水するための注水井戸とを備え、前記原水タンクは、前記ろ過装置を逆洗する洗浄頻度及び/又は洗浄時間に応じて対象水を貯留するための容量が設定されていることを特徴とする。 The recharge system of the present invention includes an oxidant adding means for adding an oxidant to the target water on the ground, a raw water tank for temporarily storing the target water to which the oxidant is added by the oxidant adding means, and the raw water tank. A removal treatment means for removing the insoluble substances in the target water by filtering the target water sent from the filtration device, and a water injection well for pouring the target water treated by the removal treatment means into the ground The raw water tank has a capacity for storing target water in accordance with a cleaning frequency and / or a cleaning time for backwashing the filtration device.
また、本発明のリチャージシステムにおいては、前記原水タンクが、前記対象水を一時的に貯留するための容量を有する貯留部と、前記化剤添加手段から送られた対象水を受ける供給口、及び前記供給口から供給されて流通した対象水を前記貯留部に送出するための排出口を有し、前記供給口から供給された対象水が前記排出口から前記貯留部に排出されるまでの流路長/容積が必要流路長/容積となるように構成した反応部を備えていることが望ましい。 In the recharge system of the present invention, the raw water tank has a storage part having a capacity for temporarily storing the target water, a supply port for receiving the target water sent from the agent adding means, and A discharge port for sending the target water supplied and circulated from the supply port to the storage unit, and a flow until the target water supplied from the supply port is discharged from the discharge port to the storage unit; It is desirable to provide a reaction section configured such that the path length / volume is the required flow path length / volume.
さらに、本発明のリチャージシステムにおいては、前記反応部の前記供給口から前記排出口までの流路を流通する対象水の流通方向及び/又は流速及び/又は流量を制御するための対象水流通制御手段を備えていることがより望ましい。 Furthermore, in the recharge system of the present invention, the target water flow control for controlling the flow direction and / or flow velocity and / or flow rate of the target water flowing through the flow path from the supply port to the discharge port of the reaction unit. More preferably, means are provided.
本発明のリチャージ工法は、地上で対象水に酸化剤を添加し、該酸化剤を添加した対象水を一時的に原水タンクで貯留し、前記原水タンクから送られた対象水をろ過装置でろ過して対象水中の不溶性物質を除去し、前記不溶性物質を除去処理した後の対象水を注水井戸から地中に注水するリチャージ工法であって、前記原水タンクは、前記ろ過装置を逆洗する洗浄頻度及び/又は洗浄時間に応じて対象水を貯留するための容量が設定され、前記注水井戸から対象水を地中に注水するリチャージを停止して前記ろ過装置を逆洗する際に、前記酸化剤を添加した対象水を前記原水タンクに送り続けるようにしたことを特徴とする。 The recharge method of the present invention adds an oxidizing agent to the target water on the ground, temporarily stores the target water to which the oxidizing agent is added in the raw water tank, and filters the target water sent from the raw water tank with a filtration device. And removing the insoluble substances in the target water, and recharging the target water after removing the insoluble substances from the water injection well into the ground. The raw water tank is washed to backwash the filtration device. The capacity for storing the target water is set according to the frequency and / or the washing time, and when the filtration device is backwashed by stopping the recharge for pouring the target water into the ground from the water injection well, the oxidation is performed. The target water to which the agent is added is continuously sent to the raw water tank.
本発明のリチャージシステム及びリチャージ工法によれば、メンテナンス時に地下水などの排出水を下水放流することを不要にでき、効率的且つ経済的で好適な運転を実現することが可能になる。 According to the recharge system and the recharge method of the present invention, it is not necessary to discharge drain water such as groundwater during maintenance, and it is possible to realize an efficient, economical and suitable operation.
以下、図1から図6を参照し、本発明の一実施形態に係るリチャージシステム及びリチャージ工法について説明する。 Hereinafter, a recharging system and a recharging method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6.
はじめに、本実施形態は、例えば、掘削工事等を行う現場に設置され、揚水井戸によって地中の帯水層内から地下水を揚水して地下水位を制御するとともに、汲み上げた地下水を所望の位置に設置した注水井戸(リチャージウェル)に導き、この注水井戸から地中に注水して戻すリチャージ工法、及びリチャージ工法のシステムに関するものである。
なお、本発明は、リチャージ工法が適用可能であれば、地盤の構造や揚水位置、注水位置を特に限定する必要はない。
First, for example, this embodiment is installed at a site where excavation work or the like is performed, and the groundwater is pumped from the ground aquifer by a pumping well to control the groundwater level, and the pumped-up groundwater is brought to a desired position. The present invention relates to a recharge method that leads to an installed water injection well (recharge well) and returns water from the water injection well to the ground and a system of the recharge method.
In addition, if the recharge construction method is applicable, the present invention does not need to specifically limit the structure of the ground, the pumping position, and the water injection position.
また、本実施形態のリチャージシステム及びリチャージ工法においては、例えば、揚水した地下水に酸化剤を添加し、この本発明における対象水の地下水に溶存する二価鉄を酸化させて不溶性/難溶性の三価鉄とし、この三価鉄(不溶性物質)を地下水からろ過して除去した後に地下水を地中に戻すように構成されている。 Further, in the recharge system and the recharge method according to the present embodiment, for example, an oxidant is added to the pumped ground water, and the divalent iron dissolved in the ground water of the target water in the present invention is oxidized to form insoluble / slightly soluble three. It is configured to return to underground after removing trivalent iron (insoluble material) by filtering it from groundwater.
具体的に、本実施形態のリチャージシステムAは、図1及び図2に示すように、本実施形態の対象水である地下水を揚水するための揚水井戸(不図示)と、揚水井戸から汲み上げた地下水W1に酸化剤Pを添加する酸化剤添加手段1と、酸化剤Pを添加した後の地下水W1を一時的に貯留する原水タンク2と、原水タンク2から地下水W1を導入し、地下水W1中に存在するSS成分等を除去する除去処理手段3と、除去処理手段3で処理した後の地下水W2を地中の帯水層に注水して返送するための注水井戸4とを備えて構成されている。
Specifically, as shown in FIGS. 1 and 2, the recharge system A of the present embodiment is pumped from a pumping well (not shown) for pumping up the ground water that is the target water of the present embodiment, and the pumped well. The oxidant addition means 1 for adding the oxidant P to the groundwater W1, the
揚水井戸は、地中の帯水層から地下水を地上に汲み上げるための設備であり、例えば、土留めによって区画された掘削領域内に設けられたディープウェルを備えて構成されている。また、揚水井戸は、地下水位以深の帯水層内に配設されるスクリーン(集水部)を備え、このスクリーンを通じて地下水を内部に流入させ、集水可能に構成されている。 The pumping well is a facility for pumping groundwater from the underground aquifer to the ground, and includes, for example, a deep well provided in an excavation area partitioned by earth retaining. In addition, the pumping well is provided with a screen (collecting part) disposed in an aquifer deeper than the groundwater level, and is configured to allow groundwater to flow into the inside through this screen.
ここで、揚水井戸から揚水した地下水W1には一般に鉄が二価鉄として溶存しており、この地下水W1中に溶存した二価鉄が空気(酸素)に触れると不溶性/難溶性の三価鉄に変化する。このため、本実施形態のリチャージシステムAでは、揚水井戸から酸化剤添加手段1までの間を揚水管で接続し、揚水井戸から地上に汲み上げた地下水W1が空気に触れることを防止し、地下水W1中の二価鉄が三価鉄に変化しないように構成されている。 Here, in the groundwater W1 pumped from the pumping well, iron is generally dissolved as divalent iron. When the divalent iron dissolved in the groundwater W1 comes into contact with air (oxygen), insoluble / slightly soluble trivalent iron. To change. For this reason, in the recharge system A of this embodiment, it connects between a pumping well and the oxidizing agent addition means 1 with a pumping pipe, prevents that the groundwater W1 pumped up from the pumping well to the ground is exposed to air, and groundwater W1 It is configured so that the divalent iron inside does not change to trivalent iron.
酸化剤添加手段1は、揚水管で送られた地下水W1に酸化剤Pを添加し、主に、地下水W1中に溶存する二価鉄を三価鉄に酸化させるためのものであり、地下水W1に酸化剤Pを添加/供給するための酸化剤供給装置と、酸化剤Pを添加した地下水W1を撹拌する撹拌装置(混合装置)5とを備えている。なお、酸化剤添加手段1は、地下水W1に酸化剤Pを供給することが可能であれば、特にその構成を限定する必要はない。 The oxidant addition means 1 is for adding the oxidant P to the groundwater W1 sent through the pumping pipe, mainly for oxidizing the divalent iron dissolved in the groundwater W1 to the trivalent iron, and the groundwater W1. And an agitation device (mixing device) 5 for agitating the ground water W1 to which the oxidant P is added. The configuration of the oxidant adding means 1 is not particularly limited as long as the oxidant P can be supplied to the groundwater W1.
酸化剤添加手段1で供給する酸化剤Pは、地下水W1に一般的に含有されている二価鉄を酸化させて三価鉄を析出させることができれば特に限定を必要としないが、例えば、この酸化剤Pとしては、次亜塩素酸ナトリウム、過酸化水素、塩素酸ナトリウム、オゾン、塩素等を挙げることができる。 The oxidant P supplied by the oxidant addition means 1 is not particularly limited as long as it can oxidize divalent iron generally contained in the groundwater W1 and precipitate trivalent iron. Examples of the oxidizing agent P include sodium hypochlorite, hydrogen peroxide, sodium chlorate, ozone, chlorine and the like.
また、鉄と同様、マンガンも目詰まりを引き起こすことが本願の発明者らによって確認されているため、酸化剤Pは、二価鉄だけでなく、地下水W1に溶存するマンガンも酸化し、水和二酸化マンガンなどとして析出させることが可能な物質を含むことが好ましい。 Further, since it has been confirmed by the inventors of the present application that manganese, like iron, is clogged, the oxidizing agent P oxidizes not only divalent iron but also manganese dissolved in the groundwater W1 and hydrates it. It is preferable to include a substance that can be deposited as manganese dioxide or the like.
撹拌装置(混合装置)5は、スタティックミキサー等であり、酸化剤Pを添加した地下水W1が流通するとともに地下水W1と酸化剤Pを混合可能に構成されている。なお、地下水W1と酸化剤Pとを所望の状態に混合可能であれば、特にその構成(混合方法)を限定する必要はない。 The stirring device (mixing device) 5 is a static mixer or the like, and is configured so that the groundwater W1 to which the oxidizing agent P is added flows and the groundwater W1 and the oxidizing agent P can be mixed. In addition, if the groundwater W1 and the oxidizing agent P can be mixed in a desired state, the configuration (mixing method) is not particularly limited.
次に、原水タンク3は、酸化剤添加手段1で酸化剤Pを添加処理した地下水W1を一時的に貯留するためのものであり、除去処理手段3のフィルター/ろ過装置のメンテナンス時に揚水井戸から汲み上げた地下水W1を一時的に受け入れて貯留可能な容量を有する貯留部6を備えている。
Next, the
さらに、本実施形態の原水タンク3は、酸化剤添加手段1から送られた地下水W1を受ける供給口7a、及び供給口7aから供給されて流通した地下水W1を貯留部6に送出するための排出口7bを有し、供給口7aから供給された地下水W1が排出口7bから貯留部6に排出されるまでの流路長/容積が必要流路長/容積以上となるように形成された反応部7を備えている。本実施形態では、原水タンク2内を区画する複数の仕切板8を備え、これら複数の仕切板8を所定位置に配設することによって反応部7が形成されている。
Furthermore, the
また、原水タンク2は反応部7の流路R内を流通する地下水W1の流通方向、流速(時間当たりの流量)を制御するための処理対象水流通制御手段10を備えている。本実施形態では、この処理対象水流通制御手段10が軸線周りに回転する撹拌スクリューなどの撹拌機を備えて構成されている。
Further, the
そして、撹拌装置5で酸化剤Pと混合した地下水W1が原水タンク2の反応部7の供給口7aから供給され、処理対象水流通制御手段10の駆動によって反応部7の流路Rを順次供給口7aから排出口7bに流通する。このとき、反応部7の流路Rが所定の必要流路長/容積を備えて形成されていることにより、流路R内における酸化剤Pと地下水W1中に溶存する二価鉄やマンガンなどとの反応時間が十分に確保される。
Then, the ground water W1 mixed with the oxidant P by the stirring
すなわち、本実施形態の原水タンク2は、地下水W1中のほぼ全量の二価鉄やマンガンが反応部7で三価鉄や水和二酸化マンガンなどとして析出するように構成されている。
That is, the
除去処理手段3は、原水タンク2の貯留部6から送られた地下水W1中のSS成分(不溶性物質)や、酸化剤Pによって酸化された鉄及びマンガンをはじめとする不溶性/難溶性の酸化金属(不溶性物質)を除去するための設備であり、バネ式ろ過器を有するろ過装置11を備えて構成されている。
The removal processing means 3 is an insoluble / slightly soluble metal oxide including SS components (insoluble substances) in the groundwater W1 sent from the
バネ式ろ過器は、例えば、非常にさびにくい材質からなるステンレス(SUS)を、特殊な線の形状に加工し、固いバネ線材をコイル状に巻いたバネ式フィルターの表面にプリコート材を付着させ、このプリコート材の堆積層(プリコート層)をフィルターとして地下水をろ過するように構成したものである。 The spring type filter is made of, for example, stainless steel (SUS) made of a very rust-resistant material, processed into a special wire shape, and a precoat material is attached to the surface of the spring type filter in which a hard spring wire is wound in a coil shape. The groundwater is filtered by using the precoat material deposition layer (precoat layer) as a filter.
また、バネ式フィルターを伸縮/弾性変形させるだけで、バネ式フィルターの表面に付着したプリコート材を剥落させて除去することができる。すなわち、地下水中のSS成分や三価鉄等の酸化金属といった除去残留物をろ過して捕捉した段階でプリコート材を剥落させることにより、除去残留物をプリコート材ごと一緒に分離して回収できるように構成されている。 Moreover, the precoat material adhering to the surface of the spring type filter can be peeled off and removed simply by expanding / contracting / elastically deforming the spring type filter. That is, by removing the pre-coating material at the stage where the removal residue such as SS components in groundwater and metal oxides such as trivalent iron is filtered and captured, the pre-coating material can be separated and recovered together with the pre-coating material. It is configured.
このようなバネ式ろ過器は、例えば、特開平8−196821号公報に開示されている液体ろ過フィルターエレメントや特許1822317号公報等に開示されているバネ式フィルターろ過装置等を挙げることができ、特に優れた自浄効果、逆洗再生機能を有している。 Such a spring type filter can include, for example, a liquid type filter element disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 8-196211, a spring type filter filter device disclosed in Japanese Patent No. 1822317, etc. It has a particularly excellent self-cleaning effect and backwashing regeneration function.
なお、上記のバネ式フィルターは、従来、排水(濁水)処理を主な目的として用いられているが、ろ過処理にあたり、最初の段階でバネ式フィルターにコーティングするプリコート材(ろ過助剤)を適切に選択することにより、バネ式フィルターでろ過される粒子径(ろ過精度)を定めることができ、精密なろ過を高速、且つ低圧で実現することができる。このような自浄効果を利用し、三価鉄が含まれる水をバネ式フィルターでろ過することで、三価鉄などを好適に除去することができる。すなわち、バネ式ろ過器には凝集剤等の添加物が不要である。 The above spring-type filter has been used mainly for wastewater (turbid water) treatment. However, pre-coat material (filter aid) that coats the spring-type filter at the first stage is suitable for filtration treatment. By selecting this, it is possible to determine the particle size (filtration accuracy) filtered by the spring type filter, and it is possible to realize precise filtration at high speed and low pressure. By utilizing such a self-cleaning effect and filtering water containing trivalent iron with a spring-type filter, trivalent iron and the like can be suitably removed. That is, an additive such as a flocculant is unnecessary for the spring type filter.
注水井戸4は、リチャージウェル、すなわち、地下水を帯水層内に注水ための公知の注水設備である。注水井戸4は、地下水位以深の地盤(帯水層)内に埋設されたスクリーン(注水部)4aを備え、スクリーン4aから注水井戸4内の地下水W2が帯水層内に注入できるように構成されている。また、注水井戸4の上端に蓋が取り付けられ、注水井戸4は密閉されている。
The water injection well 4 is a recharge well, that is, a known water injection facility for injecting groundwater into the aquifer. The water injection well 4 includes a screen (water injection part) 4a embedded in the ground (aquifer) deeper than the groundwater level, and is configured so that the ground water W2 in the water injection well 4 can be injected into the aquifer from the
そして、上記構成からなる本実施形態のリチャージシステムAにおいては、揚水井戸から揚水された地下水W1に酸化剤添加手段1で酸化剤Pが添加され、地下水W1中の二価鉄(やマンガン)を酸化し、三価鉄として析出させる。 And in the recharge system A of this embodiment which consists of the said structure, the oxidizing agent P is added by the oxidizing agent addition means 1 to the groundwater W1 pumped from the pumping well, and divalent iron (and manganese) in the groundwater W1 is added. Oxidizes and precipitates as trivalent iron.
析出された三価鉄やマンガン等の酸化金属を粘土粒子等のSS成分とともに除去処理手段3でろ過し地下水W1から除去する。これにより、除去処理手段3によって地下水W1に含まれる目詰まり起因成分を除去することができる。 The deposited metal oxide such as trivalent iron and manganese is filtered by the removal processing means 3 together with the SS component such as clay particles and removed from the ground water W1. Thereby, the clogging cause component contained in the groundwater W1 can be removed by the removal processing means 3.
揚水井戸から揚水された地下水W1を注水井戸4付近の地盤Gの目詰まりの原因となる成分を除去して良好な状態にすることで、本実施形態のリチャージシステムA及びリチャージ工法によれば、地盤Gや注水井戸4のスクリーン4aの目詰まりを防止し通水性能を良好に保持しつつ、汲み上げた地下水W1を地盤G中に戻すことができる。
According to the recharge system A and the recharge method of the present embodiment, the groundwater W1 pumped from the pumping well is removed to remove the components that cause clogging of the ground G in the vicinity of the water injection well 4 to be in a good state. The groundwater W1 pumped up can be returned to the ground G while preventing clogging of the ground G and the
一方、本実施形態のリチャージシステムAにおいては、原水タンク2にノッチタンクのように2枚あるいは複数枚の仕切板8によって反応部7を設け、原水タンク2に投入する前に地下水W1に添加した酸化剤Pが十分に反応する滞留時間を確保することができる。
On the other hand, in the recharge system A of this embodiment, the
すなわち、反応部7によって原水タンク2内に供給した地下水R1の流路Rを定め、さらに、反応部7が貯留部6に排出されるまでの流路Rの必要流路長/容積を備えて形成されているため、反応部7の流路R内で酸化剤Pと十分に反応し、二価鉄を酸化させて不溶性/難溶性の三価鉄にすることができる。
That is, the flow path R of the groundwater R1 supplied into the
さらに、このとき、本実施形態の原水タンク2は反応部7の流路R内を流通する地下水W1の流通方向、流速(時間当たりの流量)を制御するための撹拌機などの処理対象水流通制御手段10を備えている。このため、この処理対象水流通制御手段10の駆動制御によって、より確実に反応部7の流路R内で酸化剤Pと反応し、二価鉄を三価鉄に変化させることができる。また、処理対象水流通制御手段10の駆動制御によって、酸化剤Pを地下水W1と好適に混合撹拌させることもできる。
Furthermore, at this time, the
そして、本実施形態のリチャージシステムA及びリチャージ工法では、仕切板8で形成された反応部7の排出口7bから、二価鉄やマンガンを不溶性の三価鉄や水和二酸化マンガンに変化させた状態の地下水W1を貯留部6に供給することができる。
In the recharging system A and the recharging method of the present embodiment, divalent iron or manganese is changed into insoluble trivalent iron or hydrated manganese dioxide from the
これにより、原水タンク2の貯留部6から送られた地下水W1を除去処理手段3のろ過装置のバネ式ろ過器でろ過することで、SS成分とともに三価鉄や水和二酸化マンガンなどの三価金属を除去することできる。
Thus, the groundwater W1 sent from the
すなわち、本実施形態のリチャージシステムA及びリチャージ工法においては、従来と比較し、注水井戸4から地下水W2を地中の帯水層に返送して注水する際に、注水井戸4のスクリーン4aや注水井戸4付近の地盤Gの間隙に目詰まりが生じることを抑止することができる。
That is, in the recharge system A and the recharge method according to the present embodiment, when the groundwater W2 is returned from the water injection well 4 to the ground aquifer and injected, the
よって、本実施形態のリチャージシステムA及びリチャージ工法によれば、長期にわたり好適に注水井戸4の通水性能を維持することができ、リチャージシステムA及びリチャージ工法の性能/効率を大幅に向上させることが可能になる。 Therefore, according to the recharge system A and the recharge method of the present embodiment, the water passage performance of the water injection well 4 can be suitably maintained over a long period of time, and the performance / efficiency of the recharge system A and the recharge method can be greatly improved. Is possible.
ここで、上記のように地下水W1中のSS成分や鉄などを効果的に除去処理手段3のろ過装置で除去する。このため、ろ過装置を逆洗などしてメンテナンスすることが必要になる。 Here, as described above, the SS component, iron, and the like in the groundwater W1 are effectively removed by the filtration device of the removal processing means 3. For this reason, it is necessary to perform maintenance such as backwashing the filtration device.
このとき、本実施形態では、原水タンク2を設け、且つこの原水タンク2の貯留部6が洗浄時間中に貯まる地下水を貯留しておくだけの容量を確保して形成されている。言い換えれば、本実施形態の原水タンク2は、洗浄頻度や洗浄時間に応じてその形状、容量が設定されている。
At this time, in this embodiment, the
これにより、本実施形態のリチャージシステムA及びリチャージ工法においては、従来のようにろ過装置のメンテナンス時に揚水井戸からの地下水W1の揚水を停止する必要がなく、汲み上げた地下水W1を下水道へ放流することを不要にできる。 Thereby, in the recharge system A and the recharge method of this embodiment, it is not necessary to stop the pumping of the groundwater W1 from the pumping well during the maintenance of the filtration device as in the prior art, and the pumped-up groundwater W1 is discharged to the sewer. Can be made unnecessary.
より具体的に、ろ過時間をt、逆洗時間を△tとした場合、本実施形態のリチャージシステムA及びリチャージ工法でリチャージを行うサイクルは図3のように表すことができ、逆洗時間△tを加味したシステム全体として平均処理流量Qで流すための処理流量をQ’とすると、Q’は下記の式(1)となる。ちなみに、逆洗時間△tは15分程度である。 More specifically, when the filtration time is t and the backwash time is Δt, the cycle in which recharge is performed by the recharge system A and the recharge method according to the present embodiment can be expressed as shown in FIG. Assuming that the processing flow rate for flowing at the average processing flow rate Q as a whole system taking t into account is Q ′, Q ′ is expressed by the following equation (1). Incidentally, the backwash time Δt is about 15 minutes.
これを踏まえ、本実施形態のリチャージシステムA及びリチャージ工法では、図4に示すように、平均処理流量(計画処理流量)Qを決め、揚水する地下水(対象水)W1の鉄濃度などの水質を確認し、予め作成した図5のようなバネフィルターの総表面積−1サイクルのろ過時間−バネ式フィルターの本数/長さ−対象水の鉄濃度の関係を参考にしてバネフィルターの本数などのろ過装置の仕様を定める。そして、逆洗時間、逆洗のサイクルタイムを決めるとともに処理流量Q’を求め、このQ’の収束状況を確認する。 Based on this, in the recharge system A and the recharge method according to the present embodiment, as shown in FIG. 4, the average treatment flow rate (planned treatment flow rate) Q is determined, and the water quality such as the iron concentration of the groundwater (target water) W1 to be pumped is determined. The total surface area of the spring filter as shown in FIG. 5 that has been confirmed and filtered, such as the number of spring filters, with reference to the relationship between the filtration time of one cycle—the number / length of spring-type filters—the iron concentration of the target water Define equipment specifications. Then, the backwash time and the backwash cycle time are determined and the processing flow rate Q ′ is obtained, and the convergence state of this Q ′ is confirmed.
このQ’の収束が極力小さくなるようにすれば、効率的且つ効果的な処理を実現できる最適なサイクルタイムt+△t、処理流量Q’を設定/決定することができる。 If the convergence of Q ′ is made as small as possible, the optimum cycle time t + Δt and processing flow rate Q ′ that can realize efficient and effective processing can be set / determined.
さらに、効率的且つ効果的で最適なサイクルタイムt+△t、処理流量Q’での処理を実現するために、次のように原水タンクの仕様を設定/決定すればよい。 Furthermore, in order to realize processing with an efficient, effective and optimal cycle time t + Δt and processing flow rate Q ′, the specifications of the raw water tank may be set / determined as follows.
原水タンク3の貯留部6の容積をVA、反応部の必要容積をVB、酸化剤を投入してから所望の反応が完了するまでの時間をtactとしたとき、下記の式(2)、式(3)を満足するように本実施形態の原水タンク3を構成する。
When the volume of the
このように原水タンク3を構成すれば、確実に二価鉄を三価鉄に変え、フィルター/ろ過装置の性能を十分に発揮させ、効率的且つ効果的で最適な処理を実現することができる。
If the
よって、本実施形態のリチャージシステムA及びリチャージ工法によれば、逆洗などのメンテナンスの頻度に応じて下水放流/リチャージのバルブ切り替えなどの煩雑な作業、操作を不要にできるとともに、下水放流に伴う下水道使用料などの大きな費用負担を不要にすることが可能になる。 Therefore, according to the recharge system A and the recharge method of the present embodiment, complicated work and operation such as sewage discharge / recharge valve switching according to the frequency of maintenance such as backwashing can be made unnecessary, and accompanying sewage discharge. It becomes possible to eliminate a large cost burden such as a sewerage usage fee.
以上、本発明に係るリチャージシステム及びリチャージ工法の一実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。 As mentioned above, although one Embodiment of the recharge system and the recharge construction method concerning this invention was described, this invention is not limited to said embodiment, It can change suitably in the range which does not deviate from the meaning.
本実施形態では、掘削工事等を行う現場に揚水井戸を設置し、揚水井戸から汲み上げた地下水W1を処理して注水井戸4から地中の帯水層に戻すものとして説明を行ったが、本発明は、例えば、汚染した地下水を地上に汲み上げて浄化処理した後に地中に戻したり、地上で排水などの水を処理し、地中に注水する際に適用してもよく、特にその用途を限定する必要はない。 In the present embodiment, a pumping well is installed at a site where excavation work or the like is performed, and the groundwater W1 pumped from the pumping well is treated and returned to the ground aquifer from the water injection well 4. The invention may be applied, for example, when pumping contaminated groundwater to the ground and purifying it, returning it to the ground, or treating water such as drainage on the ground and pouring water into the ground. There is no need to limit.
さらに、必要量を上回る酸化剤Pを添加し、除去処理手段3で処理された地下水W2中の酸化剤Pの残量(すなわち、地下水の酸化還元電位として検知される酸化剤の量)が所定値以下になるまで還元剤を添加する還元剤添加手段を設け、還元剤を添加した後の地下水W2を注水井戸4から帯水層に注水するように構成してもよい。 Furthermore, the oxidant P exceeding the necessary amount is added, and the remaining amount of the oxidant P in the groundwater W2 treated by the removal processing means 3 (that is, the amount of oxidant detected as the redox potential of the groundwater) is predetermined. You may comprise the reducing agent addition means which adds a reducing agent until it becomes below a value, and injects the groundwater W2 after adding a reducing agent from the water injection well 4 to an aquifer.
また、本実施形態では、原水タンク3の反応部7、及び地下水Wの流路Rが2枚の仕切板8で形成されているものとしたが、仕切板8の枚数を限定する必要はなく、さらに、仕切板8で流路Rが形成されている必要もない。また、可動式の仕切板8を設け、貯留部6の容量、反応部7の流路長/容積が調節可能に構成されていてもよい。
Moreover, in this embodiment, although the
1 酸化剤添加手段
2 原水タンク
3 除去処理手段
4 注水井戸
4a スクリーン
5 撹拌装置(混合装置)
6 貯留部
7 反応部
7a 供給口
7b 排出口
8 仕切板
10 処理対象水流通制御手段
11 ろ過装置
A リチャージシステム
G 地盤
P 酸化剤
W1 地下水(対象水)
W2 処理後の地下水
1 Oxidizer addition means 2
6
Groundwater after W2 treatment
Claims (4)
前記酸化剤添加手段で前記酸化剤を添加した対象水を一時的に貯留する原水タンクと、
前記原水タンクから送られた対象水をろ過装置でろ過して対象水中の不溶性物質を除去する除去処理手段と、
前記除去処理手段で処理した後の対象水を地中に注水するための注水井戸とを備え、
前記原水タンクは、前記ろ過装置を逆洗する洗浄頻度及び/又は洗浄時間に応じて対象水を貯留するための容量が設定されていることを特徴とするリチャージシステム。 An oxidizer addition means for adding an oxidizer to the target water on the ground;
A raw water tank for temporarily storing target water to which the oxidizing agent is added by the oxidizing agent adding means;
Removal treatment means for removing the insoluble substances in the target water by filtering the target water sent from the raw water tank with a filtration device;
A water injection well for pouring the target water after being treated by the removal treatment means into the ground,
The recharging system according to claim 1, wherein the raw water tank has a capacity for storing target water according to a cleaning frequency and / or a cleaning time for backwashing the filtration device.
前記原水タンクが、前記対象水を一時的に貯留するための容量を有する貯留部と、
前記化剤添加手段から送られた対象水を受ける供給口、及び前記供給口から供給されて流通した対象水を前記貯留部に送出するための排出口を有し、前記供給口から供給された対象水が前記排出口から前記貯留部に排出されるまでの流路長/容積が必要流路長/容積となるように構成した反応部を備えていることを特徴とするリチャージシステム。 The recharging system according to claim 1, wherein
The raw water tank has a capacity for temporarily storing the target water; and
A supply port for receiving the target water sent from the agent adding means, and a discharge port for sending the target water supplied and circulated from the supply port to the storage unit, and supplied from the supply port A recharging system comprising a reaction section configured such that a flow path length / volume until target water is discharged from the discharge port to the storage section is a required flow path length / volume.
前記反応部の前記供給口から前記排出口までの流路を流通する対象水の流通方向及び/又は流速及び/又は流量を制御するための対象水流通制御手段を備えていることを特徴とするリチャージシステム。 The recharge system according to claim 2,
It comprises target water flow control means for controlling the flow direction and / or flow velocity and / or flow rate of the target water flowing through the flow path from the supply port to the discharge port of the reaction unit. Recharge system.
該酸化剤を添加した対象水を一時的に原水タンクで貯留し、
前記原水タンクから送られた対象水をろ過装置でろ過して対象水中の不溶性物質を除去し、
前記不溶性物質を除去処理した後の対象水を注水井戸から地中に注水するリチャージ工法であって、
前記原水タンクは、前記ろ過装置を逆洗する洗浄頻度及び/又は洗浄時間に応じて対象水を貯留するための容量が設定され、
前記注水井戸から対象水を地中に注水するリチャージを停止して前記ろ過装置を逆洗する際に、前記酸化剤を添加した対象水を前記原水タンクに送り続けるようにしたことを特徴とするリチャージ工法。 Add oxidant to the target water on the ground,
The target water to which the oxidant is added is temporarily stored in a raw water tank,
The target water sent from the raw water tank is filtered with a filtration device to remove insoluble substances in the target water,
A recharge method for pouring the target water after removing the insoluble material from a water injection well into the ground,
The raw water tank is set with a capacity for storing the target water according to the washing frequency and / or washing time for backwashing the filtration device,
When recharging the target water into the ground from the water injection well is stopped and the filtration device is backwashed, the target water added with the oxidant is continuously sent to the raw water tank. Recharge method.
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