この記事でわかること
- 排水ポンプで水を抜いても砂・土砂が残る理由
- ピット清掃の最後だけ人力作業になりやすい原因
- 水を完全に抜く前に土砂を回収する考え方
- ジェクターで水と土砂を一緒に吸引する方法
- 液体回収時に補助エアーを使う方法
- 水が十分にある状態とヘドロ状の違い
- ヘドロ状でホース閉塞に注意が必要な理由
- 排水ポンプとジェクターを使い分ける考え方
- 地下ピットから離れた場所へ土砂を搬送する方法
- ピット清掃を設備化するときに確認したいポイント
はじめに
工場やプラント、ポンプ施設などでは、
- 排水ピット
- 雨水ピット
- 集水槽
- 沈砂池
- 地下ピット
などに水が溜まることがあります。
こうした設備では、排水ポンプを使用して水を排出する方法が一般的です。
しかし実際の清掃現場では、
水をポンプで抜く
↓
水位が下がる
↓
底に砂・土砂が残る
↓
最後は作業員がスコップで回収する
という状態になることがあります。
つまり、
排水そのものは機械化されているのに、最後の土砂回収だけ人力
になっているケースです。
特に水分を含んだ砂・土砂は重く、
- スコップですくう
- バケツへ入れる
- 地上まで持ち上げる
- 回収容器へ移し替える
といった作業は大きな負担になります。
そこで検討できるのが、
水が残っている段階で土砂を液体と一緒に吸引し、ホースで回収場所まで搬送する方法
です。
空気搬送機「ジェクター」では、池のように液体が十分にある状態であれば、水とその中にある砂・土砂などを一緒に回収できる場合があります。
本記事では、排水ポンプで水を抜いた後に残る砂・土砂の回収を省力化する考え方について解説します。
なぜ排水ポンプだけでは土砂が残る？
排水ポンプは、
液体を移動させること
を得意とする設備です。
例えば、
ピット内の水
↓
排水ポンプ
↓
排水先
という作業では非常に効率的です。
一方、ピット内には水だけでなく、
- 砂
- 土砂
- 泥
- 小石
- 各種沈殿物
などが流入することがあります。
こうした固形物は比重が大きいため、底へ沈んでいきます。
水だけが減り、固形物が底へ残る
例えば、
作業前
水
水
水
水
砂・土砂
という状態から排水すると、
水
↓
水
↓
減少
↓
砂・土砂
となります。
最終的には、
底へ湿った砂や土砂だけが残る
ことがあります。
そこでスコップ作業が始まる
水を抜いた後、
作業員がピット内部へ入り、
土砂をスコップですくう
↓
バケツへ投入
↓
ピット外へ搬出
という作業になります。
これが定期清掃で大きな負担になりやすい工程です。
水分を含んだ土砂は想像以上に重い
乾燥した資材と比べ、水分を含んだ土砂は重量が増えます。
しかもピット清掃では、
一度すくえば終わり
ではありません。
何十回、何百回と繰り返す場合があります。
そのため、
作業量そのものより「何度も持ち上げて運ぶこと」が負担
になります。
深いピットではさらに大変
例えば地下3mのピットなら、
土砂をスコップで集める
だけではなく、
3m上の地上までどう搬出するか
も考える必要があります。
バケツや容器を何度も上げ下げする方法では、作業時間も増えます。
「水を全部抜いてから清掃」が最適とは限らない
ここで見直したいのが、
土砂を回収するタイミング
です。
従来、
水を完全に抜く
↓
土砂だけにする
↓
人力回収
としていた場合でも、
条件によっては、
水が十分にある状態
↓
水と土砂を一緒に吸引
という方法を検討できます。
水があることで土砂を流動させやすい
例えば、
大量の水
＋
底に砂
がある場合です。
砂そのものは固体ですが、周囲に十分な水があるため、
水
＋
砂
として吸引口へ取り込みやすくなります。
空気搬送機「ジェクター」を活用する
ジェクターは圧縮空気によって吸引力を発生させ、粉体・粒体などをホースで搬送する設備です。
基本的な構成は、
回収物
↓
吸引ホース
↓
ジェクター
↓
排出ホース
↓
回収先
です。
水がジャブジャブある状態なら液体回収も可能
ジェクターでは、
池のように液体が十分に存在する状態
であれば、液体を含めた回収が可能です。
例えば、
ピット
↓
水
↓
水
↓
底に砂・土砂
という状態です。
水と土砂を一緒に吸引し、排出側へ送ります。
「濡れた土砂」とは考え方が違う
ここで重要なのが、
水の中に土砂がある
状態と、
土砂へ水分が混ざっている
状態は違うということです。
水が十分にある状態
例えば、
水80％
＋
砂20％
のように、液体として十分な流動性がある状態です。
こうした状態は、ジェクターによる液体・資材回収を検討しやすくなります。
ヘドロ状の状態
一方、
水分30％
＋
土砂70％
のように土砂濃度が高く、
- ドロドロしている
- 粘りがある
- まとまりやすい
状態になると条件が変わります。
ヘドロ状では閉塞する可能性がある
粘性の高い資材では、
- ホース内壁へ付着する
- 曲がり部分へ堆積する
- 資材がまとまる
- ホース内部を流れにくくなる
ことで、
搬送中に閉塞が発生する可能性があります。
そのため、
「水分があるから吸える」
と判断することはできません。
水を抜きすぎることで搬送しにくくなる場合もある
例えば作業開始時には、
水が大量
＋
底に砂
だったとしても、
排水ポンプで水を抜き続けると、
水が少ない
＋
砂が多い
状態になります。
さらに水位が下がると、
泥・ヘドロ状
になる場合があります。
つまり「いつ土砂回収へ切り替えるか」がポイント
例えば、
大量の上澄み水
↓
排水ポンプ
ある程度水位が下がる
↓
まだ土砂周辺に十分な水がある
↓
ジェクターで水＋土砂を回収
という運用を検討できます。
排水ポンプとジェクターを競合させる必要はない
排水ポンプは大量の水を排出することが得意です。
ジェクターですべての水を処理する必要はありません。
重要なのは、
それぞれの設備が得意な工程を担当すること
です。
例えばこんな役割分担
排水ポンプ
大量の上澄み水を効率よく排出。
ジェクター
底部に残った水＋砂・土砂を吸引し、離れた場所へ搬送。
という使い分けです。
「最後の10％」を設備化する
例えば現在、
作業全体の90％
→ 排水ポンプ
最後の10％
→ 人力清掃
という状態なら、
この最後の10％をジェクターへ置き換えられないか検討します。
これだけでも作業負担を大きく減らせる可能性があります。
液体回収では補助エアーを使う方法がある
ジェクターで液体を吸引するときには、
吸引ホースだけを水中へ浸ける
方法に加えて、
少量のエアーを液体と一緒に吸わせる
方法があります。
吸引ホース＋エアー用ホース
使用イメージは、
太い吸引ホース
＋
細いエアー用ホース
です。
2本を沿わせて使用します。
エアー用ホースを少し長くする
エアー用ホースは、
吸引ホースより少し長く
します。
吸引ホース
＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝
エアー用ホース
＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝
という配置です。
エアー用ホース先端から少量の空気を出す
吸引口付近で、
エアー用ホース
↓
少量の空気
水
＋
砂
＋
空気
↓
吸引ホース
となるようにします。
水・土砂・空気を一緒に吸わせる
ジェクターは空気搬送機です。
そのため液体だけを吸引ホースいっぱいに吸わせるより、
適度な空気を水・資材と一緒に取り込ませた方が効率よく回収できる場合があります。
補助エアーのイメージ
エアー用ホース
↓
少量のエアー
水＋砂・土砂
↓
吸引ホース
↓
ジェクター
↓
排出側
という流れです。
補助エアーを大量に出すわけではない
目的は、
土砂をエアーで吹き飛ばすこと
ではありません。
あくまでも、
液体と一緒に適量の空気を吸引ホースへ取り込ませる
ことです。
作業中に吸引状態を見ながら調整する
水位や土砂濃度は作業中に変わります。
そのため、
一定のエアー量で最後まで作業する
とは限りません。
吸引状態を確認しながら調整します。
排水が進むほど状態変化に注意
作業開始時には、
水が多い
＋
砂が少ない
状態でも、
吸引を続けると、
水が減る
＋
砂の割合が増える
ため、搬送条件が変わります。
土砂濃度が高くなりすぎたら注意
例えば、
開始時
水90％
＋
砂10％
終了間際
水30％
＋
砂70％
となれば、後半の方が搬送条件は厳しくなる可能性があります。
ヘドロ状になる前に状態を確認します。
活用例① 排水ピット
工場内の排水ピットでは、
水とともに砂・粉体などが流れ込み、
底へ沈殿することがあります。
現在、
排水ポンプ
↓
スコップ清掃
としている場合には、
排水ポンプ
↓
ジェクターによる水・土砂回収
へ変更できないか検討します。
活用例② 雨水ピット
雨水ピットでは、雨水とともに、
- 土
- 砂
- 小石
- 各種沈殿物
が流入します。
水位を下げた後、土砂をホースで回収できれば、人力による泥上げ作業を減らせる可能性があります。
活用例③ 沈砂池
沈砂池は、そもそも水中の砂や土砂を沈降させる設備です。
そのため一定期間使用すると、底へ土砂が蓄積します。
この回収にも、
水
＋
砂
↓
ジェクター
という方法を検討できます。
活用例④ 揚水ポンプ施設
揚水設備でも、水とともに土砂が流入して堆積することがあります。
エコ・ワークでは、鹿児島県の揚水ポンプ施設で、揚水時に流入する土砂等の回収にJT75を使用した事例があります。
回収物を真空吸引車まで搬送した事例
この現場では、
回収物
↓
吸引ホース
↓
JT75
↓
排出ホース
↓
真空吸引車
という設備構成でした。
JT75から吸引車まで約55m
排出側では、
JT75から真空吸引車まで約55m
搬送しました。
吸入側は5m強。
コンプレッサーには190PSクラスを使用しています。
ジェクターの吸引側は5m程度を推奨
ジェクターでは、
吸引側5m程度
を推奨しています。
現場によっては10m程度で使用しているお客様もいます。
基本的には、
土砂の近く
↓
短い吸引ホース
↓
ジェクター
という配置を考えます。
長い距離は排出側で搬送
例えば、
地下ピット
↓
吸引5m
↓
ジェクター
↓
排出50m
↓
回収場所
という構成です。
つまり、
遠くから吸うのではなく、近くで吸って遠くへ送る
という考え方です。
条件によって排出側200m程度の搬送も可能
ジェクターでは条件によって、
排出側200m程度
の長距離搬送が可能なケースがあります。
そのため、
建屋内部
↓
ジェクター
↓
屋外の回収設備
など、搬送先が離れている現場にも対応できる可能性があります。
高低差がある現場にも対応できる可能性
条件によっては、
高さ100m程度
の搬送が可能なケースもあります。
例えば、
地下ピット
↓
地上
という現場です。
ただし、水や土砂を含む場合の実際の搬送能力は、現場条件によって変わります。
回収先をどうする？
水と土砂をジェクターで吸引した場合、排出側からは回収物が連続して出てきます。
そのため、
- 回収槽
- タンク
- 処理設備
- バキューム車
- 真空吸引車
など、排出先を決めます。
バキューム車との組み合わせも可能
例えば、
ピットの近くまでバキューム車を入れられない
場合です。
ピット
↓
ジェクター
↓
長い排出ホース
↓
バキューム車
という構成を検討できます。
バキューム車を完全に置き換える必要はない
バキューム車は、
- 大量の液体
- 汚泥
- 高含水率材料
などの回収に強い設備です。
一方、車両の進入条件によっては使用しにくい場合があります。
その場合、
届かない区間だけジェクターでつなぐ
という考え方もあります。
排水ポンプ・ジェクター・バキューム車を組み合わせる
例えば、
大量の水
↓
排水ポンプ
残った水＋土砂
↓
ジェクター
離れた場所
↓
バキューム車
というシステムも考えられます。
一台ですべて処理することが目的ではない
設備改善では、
「ジェクターだけですべて処理できるか？」
と考える必要はありません。
重要なのは、
現在の作業工程から人力・時間・負担をどれだけ減らせるか
です。
人力清掃を減らせる可能性
例えば現在、
①排水ポンプ設置
②排水
③作業員がピットへ入る
④スコップ清掃
⑤バケツへ投入
⑥地上へ搬出
としている場合です。
改善後、
①排水ポンプで上澄み水を排出
②一定の水位で排水停止
③ジェクターで水＋土砂を吸引
④ホースで回収先へ搬送
とできれば、③以降の人力負担を減らせる可能性があります。
ピット内へ人が入る時間を減らせる可能性
特に狭いピットでは、
作業員が内部へ入る時間そのもの
を短くできるかも重要です。
吸引ホースで資材を回収できれば、人が材料を持って何度も往復する作業を減らせる可能性があります。
導入前に確認したいこと① 水量
まず、
どの程度水があるのか
を確認します。
大量にあるのか、数cm程度なのかで回収方法が変わります。
確認したいこと② 土砂量
例えば、
薄く堆積
なのか、
数十cm堆積
なのかを確認します。
必要処理能力の判断材料になります。
確認したいこと③ 土砂の状態
例えば、
- 砂
- 細かな泥
- 小石
- 粘性のある汚泥
などです。
同じ「土砂」でも搬送性は異なります。
確認したいこと④ ヘドロ状か
特に重要なのが粘性です。
サラサラ流れる
のか、
スコップですくって形が残るほどドロドロ
なのかを確認します。
確認したいこと⑤ 異物
ピット内部には、
- ウエス
- ビニール
- ロープ
- 木片
- 金属片
- 石
などが混入している場合があります。
こうした異物はホース閉塞の原因になる可能性があります。
確認したいこと⑥ 搬送距離
例えば、
ピット
↓
20m先のタンク
と、
ピット
↓
100m先のバキューム車
では条件が異なります。
確認したいこと⑦ 高低差
地下設備の場合には、
- ピットの深さ
- 地上までの高さ
- その後の水平距離
を確認します。
確認したいこと⑧ 圧縮空気
ジェクターは圧縮空気によって作動します。
圧縮空気は、
- 可搬式コンプレッサー
- 据置型コンプレッサー
- 条件を満たした工場内エアー
を使用できます。
工場内エアーを使用できる可能性もある
工場に既設の圧縮空気設備がある場合には、条件によってジェクターを使用できます。
ただし、
- 圧力
- 空気量
- 配管径
- 取り出し口
- 他設備との同時使用
などを確認します。
判断が難しい場合は実物テスト
液体と土砂が混在する材料は、
「土砂です」
という情報だけでは搬送性を判断しにくい場合があります。
例えば、
ほぼ水＋少量の砂
なのか、
粘性の高い泥
なのかで大きく異なります。
テストで確認すること
実際の回収物を使用して、
- 安定して吸引できるか
- 補助エアーを入れるとどう変わるか
- ホースが閉塞しないか
- 必要処理量を確保できるか
- 排出状態
- 適したジェクター
などを確認できます。
写真や動画からでも相談できる
例えば、
- ピット全体
- 水位
- 土砂の堆積状態
- スコップですくった土砂
- 現在の清掃作業
- 排出先
などの写真・動画があると初期検討しやすくなります。
「最後のスコップ作業だけ何とかしたい」でもよい
ジェクターを導入するか決まっていなくても構いません。
例えば、
「水はポンプですぐ抜けるけど、最後の泥上げに半日かかる」
「ピット底の砂を3人で清掃している」
「水を抜くとヘドロになってしまう」
「バキューム車が近くまで来られない」
といった現在の作業から改善方法を検討できます。
エコ・ワークでは実際の運用方法までご案内
水・土砂をジェクターで回収する場合には、
機種選定だけではなく、
- どこまで排水するか
- どのタイミングでジェクターへ切り替えるか
- 吸引ホースをどう操作するか
- 補助エアーをどう使うか
- 本体をどこへ配置するか
- どこへ排出するか
といった運用方法が重要です。
エコ・ワークでは機器の販売だけでなく、全国の現場でジェクターの使い方や運用方法の指導も行っています。
まとめ
排水ピットや雨水ピットでは、
排水ポンプによって水を排出できても、
底に残った砂・土砂だけが最後まで人力作業になる
ことがあります。
水分を含んだ土砂を、
スコップ
↓
バケツ
↓
搬出
する作業は、時間も人手も必要です。
そこで、
大量の上澄み水
↓
排水ポンプ
残った水＋土砂
↓
ジェクター
という役割分担を検討できます。
ジェクターでは、
池のように液体がジャブジャブある状態
であれば、水とその中にある資材を一緒に吸引できます。
また、
吸引ホースに少し長いエアー用ホースを沿わせ、少量のエアーを水・土砂と一緒に吸わせる
ことで、効率よく回収できる場合があります。
一方、水を抜きすぎて土砂がヘドロ状になると、粘性によってホース内部が閉塞する可能性があります。
そのため、
「水を全部抜いてから回収する」のではなく、どの状態で土砂回収へ切り替えるのがよいか
まで含めて検討することが重要です。
「排水後のスコップ作業を減らしたい」
「ピット底の砂・土砂回収に時間がかかる」
「水がある状態で土砂を回収したい」
「泥上げ作業を省力化したい」
「地下から離れた場所まで土砂を送りたい」
「排水ポンプとジェクターを組み合わせられるか知りたい」
という場合には、お気軽にエコ・ワークまでお問い合わせください。
現在の排水方法・水量・土砂の状態・搬送距離・排出先などを確認し、必要に応じて実物テストも行いながら、排水ポンプとの使い分けを含めた現場に適した回収方法をご提案いたします。
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