ジオテキスタイル脱水バッグ: 完全ガイド

ジオテキスタイル脱水袋 汚泥脱水工法

ジオテキスタイル脱水バッグポリマー凝集とジオテキスタイル濾過を組み合わせて、浚渫汚泥から水を分離するために使用されます。操業中、浚渫されたスラリーは PAM と混合され、チューブにポンプで送られます。水はジオテキスタイル生地を通過しますが、濃縮されたスラッジはチューブ内に残ります。

大規模な浚渫プロジェクトの場合、結果はチューブ自体以外にも影響を受けます。建設前に、脱水エリア、排水層、ポリマーの投入量、充填圧力、チューブの配置、充填順序をすべて考慮する必要があります。

ジオテキスタイル脱水バッグのデザイン

ジオテキスタイル チューブの外周は一般的に設計されています8〜30メートルの間。長さは敷地や汚泥の量に応じて調整できますが、30～60mが一般的です。

チューブは単にできるだけ長く作るべきではありません。チューブが長すぎると、充填中に真っ直ぐに保つことが困難になります。チューブが動いたり揺れたりすると、有効充填量が減少し、より多くの設置スペースが占有される可能性があります。

チューブが大きいほど、より多くの汚泥を保持できますが、通常は脱水に時間がかかります。

充填ポートの直径は通常 0.2 ～ 0.4 m、スリーブの長さは約 0.5 ～ 1.0 m です。通常、充填口は 10 ～ 15 メートルごとに 1 つ配置できます。

充填ポートの数はチューブのサイズに一致する必要があります。ポートが多すぎるとチューブが弱くなる可能性があり、ポートが少なすぎると充填が不均一になり、動作中にチューブが変形する可能性があります。

脱水エリアの準備

ジオテキスタイル チューブを設置する前に、脱水エリアを平らにして圧縮する必要があります。

このエリアの目的は、充填されたチューブをサポートすることだけではありません。また、脱水時に出た濾液を回収して排出する必要もあります。

10,000 m² の脱水エリアの場合、排水システムには不浸透性ライナー、濾過層、穴あき排水パイプ、排水路、収集サンプ、およびポンプが含まれます。

一般的なライナー構造は次のもので構成されます。

200 g/m² ニードルパンチ-不織布ジオテキスタイル

2 mm HDPE ジオメンブレン

200 g/m² ニードルパンチ-不織布ジオテキスタイル

ライナーは、圧縮された粘土または準備された路床の上に設置されます。

約 5 cm の傾斜砂利の排水層をライナーの上に配置します。ジオテキスタイル チューブを通過する水を集めるために、穴のあいた排水パイプがこの層内に設置されます。

集められた水は排水路に流れ、次に集合サンプに流れ込み、沈降または排出前のさらなる処理が行われます。

あらゆる要素を考慮して、このプロジェクトのジオテキスタイル チューブは充填後に 2 層に積み重ねられます。寸法と数量は次のとおりです。

注記：

1. 3 つの充填スリーブがチューブの長さに沿って等間隔に配置されています。各スリーブの長さは 0.6 m、直径は 0.3 m です。
2. チューブ生地を繋ぐ縫い目は6列の糸で縫い付けられています。

表面レベルの制御

チューブの下の支持面には特別な注意が必要です。

排水システムの下の不透水層は、水がその領域から出ることができるように、排水路に向かって傾斜している場合があります。

ただし、ジオテキスタイル チューブを支持する上面は水平を保つ必要があります。表面の傾斜が大きすぎると、充填中にチューブが動いたり転がったりする可能性があります。

もう一つの配置は、両側から中央に向かって小さな傾斜を形成することです。この場合、最初のチューブが中央に充填され、次のチューブが両側に向かって充填されます。

この配置により、充填中にチューブが中心に向かってわずかに移動できるようになり、隣接するチューブ間の隙間を減らすのに役立ちます。

脱水エリアの周囲にもアクセス経路を残しておく必要があります。一般に、作業員がバルブを操作したり、チューブを検査したり、修理を行ったりするには、幅約 1.0 m の通路で十分です。

ジオテキスタイルチューブの品質および技術要件

PAMの準備と追加

PAM (ポリアクリルアミド) は、浚渫したスラリーがジオテキスタイル チューブに入る前に調整するために一般的に使用されます。

PAMの種類は汚泥によって異なります。アニオン性 PAM とカチオン性 PAM は、さまざまな種類の廃水や汚泥に一般的に使用されます。

ポリマーは一般的な投与量表のみに従って選択すべきではありません。さまざまな川、湖、工業プロセス、または浚渫地域からの汚泥は、まったく異なる挙動をする可能性があります。

小規模な凝集試験は、本格的な充填前に実行する必要があります。-

PAM ソリューションの準備

投与システムには、2 つのポリマータンク、ミキサー、および投与ポンプが含まれます。

まず準備タンクに水を加えます。ミキサーは PAM を追加する前に開始されます。

混合速度は 100 ～ 300 rpm 程度が目安です。 PAM 粉末はタンクに一度に注入するのではなく、渦に沿ってゆっくりと添加する必要があります。

一度に多量の乾燥 PAM が水に入ると、粉末が溶解しにくい塊を形成する可能性があります。

PAM を添加した後、通常は 30 分以上混合が続きます。

アニオン性 PAM 溶液は、初期基準として約 0.1% の濃度で調製できます。カチオン性 PAM は、処理される材料に応じて約 0.1 ～ 0.5% で調製できます。

調製した溶液は長期間保存しないでください。アニオン性 PAM 溶液は通常約 36 時間以内に使用されますが、カチオン性 PAM 溶液は通常 24 時間以内に使用されます。

PAMの投与量

一部の用途では約 1 ～ 2 ppm の投与量を開始基準として使用できますが、実際の投与量はテストによって決定する必要があります。

オペレーターは、フロックのサイズ、沈降挙動、および濾液の透明度を確認する必要があります。

フロックが小さすぎて水が濁ったままの場合は、投与量や混合条件の調整が必要になる場合があります。過剰なポリマーを使用すると、必ずしも脱水結果が向上するわけではなく、処理コストが増加します。

このため、スラッジの試験前に投与量を固定するのではなく、試運転中に投与量を調整する必要があります。

ジオテキスタイル チューブのレイアウト

脱水エリアの形状に合わせてチューブを配置します。

隣接するチューブは互いに密接して配置する必要があります。敷地の配置に応じて、約 30 cm のオーバーラップを使用できます。

一般的なレイアウトには、順次配置と千鳥配置の 2 つがあります。

千鳥状に配置すると安定性は高くなりますが、チューブを配置して固定するのに時間がかかります。多くのプロジェクトでは、連続配置の方が操作が簡単です。

チューブを複数の層に積み重ねる場合、通常、上のチューブは下のチューブより短くする必要があります。

最初のチューブは特に重要です。

充填中に最初のチューブが動くと、その位置はその隣に設置されているすべてのチューブに影響します。したがって、充填を開始する前に、伸縮しないロープまたは別の適切な拘束具でチューブを固定する必要があります。-

浚渫とスラリー移送

水中浚渫の場合、カッター吸引浚渫船を使用して、川または水域から堆積物を除去できます。

浚渫されたスラリーはパイプラインを通って汚泥収集システムに輸送されます。

2 段タンク配置を使用できます。-最初のタンクは浚渫されたスラリーを受け取り、2 番目のタンクは処理前の貯蔵を提供します。

2 つのタンクの間にスクリーンを設置して、浮遊する破片、石、その他の大きな物質を除去することができます。

大きな異物がプロセスの後半でポンプ、バルブ、または充填ポートを詰まらせる可能性があるため、このステップは重要です。

処理されたスラリーは、ジオテキスタイル チューブに向かってポンプで送られます。

ジオテキスタイル チューブの充填

スラリーポンプを使用して、調整されたスラッジをチューブに移送します。

たとえば、22 kW のポンプユニットは適切なプロジェクトに使用できますが、実際のポンプは排気距離、高低差、パイプラインの直径、必要な流量に応じて選択する必要があります。

幹線管は分岐管に分かれています。各分岐パイプには独自のバルブが必要です。

充填圧力はチューブとポンプシステムに応じて制御する必要があります。アプリケーションによっては約 0.05 MPa を参考として使用できますが、実際の動作圧力は試運転時に確認する必要があります。

PAM は、スタティック ミキサーを通じてスラリー パイプラインに注入できます。

ポリマー注入圧力はスラッジパイプライン内の圧力を上回る必要があります。約 0.01 ～ 0.02 MPa の圧力差が投与点の基準として使用できます。

充填中、作業者はチューブを継続的に監視する必要があります。

操作中は、チューブの高さ、チューブの形状、バルブの位置、表面の状態をチェックする必要があります。

チューブが最大充填高さに達したら、充填を停止する必要があります。

最大充填高さ約 2.3 m をプロジェクトの参考として使用できます。

なぜ中央から充填を開始する必要があるのか

広い脱水エリアの場合、チューブの一方の側からもう一方の側に水を充填すると、チューブの位置決めが困難になる可能性があります。

中心から開始すると、最初のチューブに固定の基準位置が与えられます。

中央のチューブが充填された後、次のチューブが両側に向かって充填されます。

これは、支持排水層が中心に向かってわずかに傾斜している場合に特に役立ちます。隣接するチューブは、大きな隙間を残すことなく、徐々に互いに近づくことができます。

目的はシンプルです。チューブを安定に保ち、未使用のスペースを減らし、充填中の過度の動きを防ぐことです。

単一-ポートと複数-ポートの充填

チューブは 1 つのポートから、または複数のポートから同時に充填できます。

単一ポート充填の場合、オペレータは、1 つのセクションを充填した後、バルブを閉じ、分岐パイプを取り外し、別の充填ポートに移動する必要があります。

この方法には実際上問題があります。

バルブが閉じられた後も、分岐パイプには大量のスラリーと水が含まれている可能性があります。パイプが重くなり、移動が困難になります。接続変更時にスラリーが漏れる可能性もあります。

複数のポートに充填することで、この繰り返しのパイプの動きの多くを回避できます。{0}

同じチューブ上のいくつかの充填ポートは別々の分岐パイプに接続されています。次に、バルブを使用して流れを制御します。

バルブの操作はより複雑になりますが、スラリーがチューブの異なる部分に同時に入る可能性があります。これにより、一般に充填形状をより適切に制御できるようになり、スラリーで満たされたパイプを繰り返し移動する必要性が減ります。{1}

パイプのレイアウトとバルブ システムを適切に管理できるプロジェクトの場合、複数ポートの充填は連続充填を実行する実用的な方法です。{0}

充填サイクルの制御

ジオテキスタイル チューブは、完全に満たされるまで継続的に充填しないでください。

チューブが最大充填高さに達すると、ポンプは停止します。

次に、チューブから水を放出して沈降させます。

水がチューブから出ると、スラッジの体積が減少し、チューブの高さが低くなります。その後、次の充填サイクルを開始できます。

スラッジの性質と処理要件によっては、約 7 ～ 8 回の充填サイクルが必要になる場合があります。

実際の数値は、理論上の計算のみから決定するのではなく、製造中のチューブの挙動から決定する必要があります。

充填後、充填スリーブをジオテキスタイルのストラップまたはロープで結ぶ必要があります。

ジオテキスタイルを切断したり損傷したりする可能性があるため、ワイヤーは使用しないでください。

損傷領域が見つかった場合は、充填を中止し、その領域を直ちに修復する必要があります。

縫い目の間隔は 5 mm を超えてはなりません。

多層チューブ充填-

敷地面積が限られている場合は、ジオテキスタイル チューブを複数の層に積み重ねることができます。

下部チューブは、最初に必要な充填および脱水段階を完了する必要があります。

次に、上部チューブを 2 つの下部チューブの間に置きます。

下部チューブが上部チューブをサポートするため、この配置は重要です。

通常、2 つの下部チューブの間には V 字型の隙間があります。-上部チューブを充填すると、上部チューブの一部がこの隙間に沈み込む場合があります。

これにより、局所的な変形が生じ、その領域の圧力が増加する可能性があります。

上部チューブを充填する前に、柔軟な充填材を V- 字型のギャップに配置できます。目的は、より均一な支持面を提供することです。

下部チューブの状態もチェックする必要があります。

下部チューブが均等に配置されていない場合、または下部チューブ内の汚泥が十分に脱水されていない場合、充填中に上部チューブが変形する可能性があります。

これにより、上部チューブの有効体積が減少し、ジオテキスタイルに局所的な応力が生じる可能性があります。

したがって、多層システムの場合は、次の層を取り付ける前に、下部チューブの形状、接触状態、安定性、含水率をチェックする必要があります。{0}}

最終的な汚泥含水率約 50% は、脱水段階が必要な条件まで実質的に進んでいるかどうかを判断するための基準として使用できます。

最終的な高さとスラッジの体積

充填サイクルが完了した後も、チューブからは水分が失われ、沈降し続けます。

プロジェクトによっては、最終的な乾燥高さが最大充填高さの約 80% になる場合があります。

この値は、最終的な汚泥量の予備的な推定に使用できます。

ただし、プロジェクトの計算では、80% の基準値のみに依存するのではなく、実際のチューブの寸法と測定された沈下を使用する必要があります。

最終処分

処分方法は、最終的な水分含有量、汚泥の組成、環境要件、現場の条件によって異なります。

脱水汚泥が現場に残る可能性がある場合は、必要な状態に達した後、充填されたジオテキスタイル チューブを土で覆うことができます。

充填されたチューブは、安定化された充填構造の一部として残ることができます。

スラッジを除去する必要がある場合は、脱水後にジオテキスタイルチューブを建設機械で開けることができます。

スラッジと切断されたジオテキスタイル材料は、承認された廃棄または処理施設に輸送できます。

施工前に確認しておきたいこと

ジオテキスタイル脱水プロジェクトは、問題の解決を充填段階まで待つのではなく、最初からチェックする必要があります。

建設前に次のことを確認してください。

• 汚泥の種類と固形分濃度
• 汚泥総量
• 必要な最終水分含有量
• 利用可能な脱水エリア
• チューブの円周と長さ
• 注入口の数と位置
• PAMの種類と投与量
• ポンプ容量と充填圧力
• 排水および濾液収集システム
• チューブの固定方法
• 充填シーケンス
• 多層スタッキング要件-
• 最終処分方法

最も重要な点は、ジオテキスタイル チューブ、ポリマー システム、ポンプ システム、排水エリアを一緒に設計する必要があるということです。

適切な濾過特性を備えたチューブであっても、ポリマーの投与量が間違っていたり、排水層が詰まっていたり、充填圧力が制御されていなかったり、チューブが不安定な表面に置かれていた場合には、性能が低下する可能性があります。

このため、本格的な充填前の現場テストは建設プロセスの重要な部分です。{0}