JP2003126826A - 発生土処理装置並びに処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発生土処理装置並びに処理方法において、簡
単な構成・方法で製品の安定した品質を確保することを
可能とする。 【解決手段】 分級機101により建設泥土から砂礫成分
を分別して泥水タンク102に貯留し、供給ポンプ105によ
り泥水タンク102の建設汚泥を脱水機104供給してここで
脱水処理することで脱水ケーキを生成し、このとき、制
御装置108は含水比センサ107が計測した建設汚泥の含水
比に応じて脱水機104の濾過速度や濾過圧力を調整する
ことで脱水ケーキの含水比を所望の含水比に一定維持し
ており、この脱水ケーキ及び水ガラス、セメントを混合
造粒装置106に投入し、攪拌混合しながら内部物質を分
断して粒子化させて粒状体を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建設土木工事で発
生する建設発生土や掘削工事で発生する水分量の多い建
設汚泥などの発生土を粒状化する発生土処理装置並びに
処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の発生土処理にあっては、一次処理
系にて、建設現場、例えば、シールド掘削機によるトン
ネル掘削作業現場で発生した発生土を分級機によって砂
礫成分（粒径＞７４μｍ）を分別し、ポンプによって二
次処理系に搬送する。この二次処理系では、砂礫成分が
分別された発生土に対して凝集剤添加装置によって凝集
剤を添加し、脱水機によって脱水処理することで、粘土
シルト成分（粒径≦７４μｍ）の脱水ケーキが生成され
る。そして、一次処理系で分別された砂礫成分は埋め戻
し材などとして再利用され、二次処理系で生成された脱
水ケーキは産業廃棄物として処理場に搬送し、廃棄処分
されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
発生土処理装置では、一次処理系での砂礫成分は埋め戻
し材などとして再利用されるものの、二次処理系での脱
水ケーキは産業廃棄物として処理される。これはシール
ド掘削機によるトンネル掘削作業現場にて、泥水や泥土
に流動性を与えて切羽の安定を確保するために、ベント
ナイト（粘土）を添加している。そのため、脱水ケーキ
はこのベントナイトを含有してスラリー状となってお
り、埋め戻し材などとして再利用することができない。
この場合、脱水ケーキを産業廃棄物処理場まで輸送する
運送費や、処分そのものの費用が多大なものとなり、施
工コスト全体が上昇してしまうという問題が生じると共
に、最終処分場の不足や不法投棄などの社会問題となっ
ている。

【０００４】そこで、本出願人は、特願平11−271869号
（特開2001−090103号）の「発生土処理装置」にて、脱
水ケーキを産業廃棄物とせずに粒状化処理することで、
埋め戻し材などとして再利用することを提案している。
この「発生土処理装置」では、一次処理系で砂礫成分を
分別し、二次処理系で脱水ケーキを生成し、三次処理系
で脱水ケーキに水ガラス及びセメントを添加して回転ド
ラム内で混合攪拌し、且つ、解砕、分散しながら搬送
し、内部物質を分断しながら粒子化させることで粒状体
を生成している。

【０００５】この技術では、発生土から砂礫成分を除去
して脱水した脱水ケーキに水ガラス及びセメントを添加
して混合攪拌して粒状体を形成している。この場合、良
質な粒状体を形成するためには、脱水ケーキに含まれる
水分量に応じて適量の水ガラスとセメントを添加する必
要がある。そのため、脱水ケーキの含水量に基づいて水
ガラスとセメントの添加量を調整する必要があるが、連
続して処理される発生土に対して水ガラスとセメントの
添加量を随時調整しても、回転ドラム内で脱水ケーキと
水ガラスとセメントを常時適正に混合攪拌して良質の粒
状体を得ることは困難である。そのため、水ガラス及び
セメントの添加量調整のための制御が複雑となり、高コ
スト化を招いてしまうと共に、製品の品質が安定しない
という問題がある。

【０００６】本発明はこのような問題を解決するもので
あって、簡単な構成・方法で製品の安定した品質を確保
することを可能とした発生土処理装置並びに処理方法を
提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの請求項１の発明の発生土処理装置は、発生土を脱水
処理する脱水機と、該脱水機で脱水処理された発生土に
吸水剤及び固化剤を添加して攪拌混合してゲル化させて
から内部物質を分断して粒状化させる混合造粒装置と、
発生土の含水比を計測する含水比センサと、該含水比セ
ンサの計測結果に応じて前記脱水機を制御する制御手段
とを具えたことを特徴とするものである。

【０００８】請求項２の発明の発生土処理装置では、前
記脱水機はベルトプレス式脱水機であって、前記制御手
段は前記含水比センサの計測結果に応じて前記脱水機の
濾過速度あるいは濾過圧力を調整することを特徴として
いる。

【０００９】請求項３の発明の発生土処理装置では、前
記脱水機の上流側に、発生土から砂礫成分を除去する分
級手段と、該分級手段により砂礫成分が除去された発生
土を貯溜する泥水タンクと、該泥水タンクの発生土を前
記脱水機に供給する供給手段とを設けたことを特徴とし
ている。

【００１０】請求項４の発明の発生土処理装置では、前
記脱水機と前記混合造粒装置との間に、脱水処理された
発生土を解砕する解砕手段を設けたことを特徴としてい
る。

【００１１】請求項５の発明の発生土処理装置では、前
記分級手段は、発生土から砂礫成分を除去すると共に砂
成分と礫成分を分離するものであり、該分級手段により
分離された砂成分を前記脱水機で脱水処理された発生土
に混合する混合手段を設けたことを特徴としている。

【００１２】請求項６の発明の発生土処理装置では、前
記分級手段は、発生土から砂礫成分を除去すると共に砂
成分と礫成分を分離するものであり、該分級手段により
分離された砂成分あるいは礫成分を前記混合造粒装置で
処理された粒状体に混合する混合手段を設けたことを特
徴としている。

【００１３】請求項７の発明の発生土処理装置では、粒
状体に対する砂成分あるいは礫成分を混合する比率を制
御する混合率調整手段を設けたことを特徴としている。

【００１４】請求項８の発明の発生土処理装置では、前
記混合造粒装置は、一方に発生土の投入口が設けられる
と共に他方に処理土の排出口が設けられた中空円筒形状
をなして駆動回転可能な回転ドラムと、該回転ドラム内
を水平に貫通する回転軸に放射状をなす複数の回転翼が
螺旋方向に沿って装着されて駆動回転可能なアジテータ
と、前記投入口の近傍に設けられて前記回転ドラム内に
吸水剤を添加する吸水剤添加手段と、前記投入口の近傍
に設けられて前記回転ドラム内に固化剤を添加する固化
剤添加手段と、前記回転ドラム内における少なくとも上
方及び下方に前記回転翼と対向して配設されたスクレー
パとを有することを特徴としている。

【００１５】また、請求項９の発明の発生土処理方法
は、発生土を脱水処理した後、吸水剤及び固化剤を添加
して攪拌混合してゲル化させ、ゲル化した発生土の内部
物質を分断して粒状化させるとき、脱水前の発生土の含
水比を計測し、この含水比に応じて脱水率を制御するこ
とを特徴とするものである。

【００１６】請求項１０の発明の発生土処理方法では、
前記脱水率は、処理コストを考慮して吸水剤及び固化剤
の添加量及び脱水処理時間を変更して設定することを特
徴としている。

【００１７】請求項１１の発明の発生土処理方法では、
発生土から砂成分と礫成分を分離除去してから前記脱水
処理を行う一方、分離された砂成分あるいは礫成分を処
理された粒状体に混合することを特徴としている。

【００１８】請求項１２の発明の発生土処理方法では、
粒状体に対する砂成分あるいは礫成分を混合する比率を
所望する処理土の粒調に応じて調整することを特徴とし
ている。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を詳細に説明する。

【００２０】ここで説明する各実施形態にて取扱う発生
土は、建設発生土と建設汚泥からなるものである。この
建設発生土は、建設工事に伴って発生する土砂であっ
て、港湾、河川の浚渫に伴って生ずる土砂、その他に類
する浚渫土と、この浚渫土以外のものからなる。また、
建設汚泥は、浚渫以外の建設工事等に係る掘削工事に伴
って排出されるもののうち、標準ダンプトラックに山積
みができず、また、その上を人が歩けない状態のもので
ある。

【００２１】［第１実施形態］図１に本発明の一実施形
態に係る発生土処理装置の概略構成、図２に本実施形態
の発生土処理装置の概略断面、図３に本実施形態の発生
土処理装置の一部切欠側面視、図４に図２のIV−IV断
面、図５に図４のＶ−Ｖ断面、図６に発生土の含水比に
応じた処理コストを表すグラフを示す。

【００２２】本実施形態の発生土処理装置は、例えば、
泥水式シールド掘削機によって排出された発生土（建設
汚泥）を処理するものであって、図１に示すように、建
設汚泥から砂礫成分を除去する分級機101と、この分級
機101により砂礫成分が除去された発生土を貯溜する泥
水タンク102と、分級機101から建設汚泥を泥水タンク10
2に送給する送給ポンプ103と、建設汚泥を脱水処理する
脱水機104と、泥水タンク102の建設汚泥を脱水機104に
供給する供給ポンプ105と、脱水機104で脱水処理された
脱水ケーキに吸水剤及び固化剤を添加して攪拌混合して
ゲル化させてから内部物質を分断して粒状化させる混合
造粒装置106とから構成されている。

【００２３】この分級機101は建設現場で発生した建設
泥土から砂礫成分（粒径＞７４μｍ）を分別するもので
あり、砂礫成分が分離除去された建設泥土は送給ポンプ
103により泥水タンク102に送給されて貯留される。脱水
機104は供給ポンプ105により泥水タンク102から供給さ
れた建設汚泥を脱水処理することで、粘土シルト成分
（粒径≦７４μｍ）の脱水ケーキを生成する。この脱水
機104はベルトプレス式脱水機であって、上下の駆動ベ
ルト104a，104bの間に建設汚泥を供給し、両者の押圧力
により脱水処理してケーキを生成することができる。そ
して、この脱水機104は駆動ベルト104a，104bの駆動速
度を変更することで、濾過速度を調整することができ、
また、駆動ベルト104a，104bの押圧力を変更すること
で、濾過圧力を調整することができ、これらの調整によ
り脱水率を変更することができる。なお、脱水処理前の
建設汚泥に対して凝集剤を添加することで脱水性を改善
してもよい。

【００２４】また、混合造粒装置106は、建設泥土（脱
水ケーキ）に対して吸水剤としての水ガラス（珪酸ソー
ダの粉末でもよい）を添加（数μｍ以下の粘土の微粒子
成分の５〜１５％）し、次に、固化剤としてのセメント
を添加（珪酸ソーダの４〜１０倍）し、水ガラスとセメ
ントとが添加された建設泥土を攪拌混合しながら、内部
物質を分断して粒子化させることで粒状体を生成するも
のである。

【００２５】この混合造粒装置106において具体的に説
明すると、図２乃至図５に示すように、床面１１上には
架台１２が設置されており、この架台１２上には前後の
支持壁１３，１４が立設されると共に後部支持壁１４に
は排出シュート１５が取付けられており、この前記支持
壁１３と排出シュート１５（後部支持壁１４）との間に
中空円筒形状をなす回転ドラム１６が配設されている。
また、この架台１２上には回転ドラム１６の下方に位置
して左右一対の駆動軸１７，１８が軸受１９，２０によ
り略並行をなして回転自在に支持されており、この各駆
動軸１７，１８の軸方向各端部には駆動ローラ２１，２
２が固結されおり、この左右の駆動ローラ２１，２２上
に回転ドラム１６が載置されている。そして、架台１２
内には回転ドラム支持手段としてのドラム駆動モータ２
３が設置され、出力軸に駆動プーリ２４が固結される一
方、各駆動軸１７，１８の中間部には従動プーリ２５，
２６が固結されており、駆動プーリ２４と各従動プーリ
２５，２６との間には無端の駆動伝達ベルト２７，２８
が掛け回されている。

【００２６】また、回転ドラム１６の外周部には前後に
位置して支持リング２９，３０が固定される一方、架台
１２には回転ドラム１６を取り囲むように各支持リング
２９，３０に対向して支持フレーム３１，３２が取付け
られており、この各支持フレーム３１，３２の上部には
各支持リング２９，３０の外周面に転動する支持ローラ
３３，３４が装着されている。更に、架台１２には回転
ドラム１６の下方に位置して前後一対の支持ローラ３
５，３６が枢着されており、前部支持リング２９の端面
がこの支持ローラ３５，３６により挾持されている。な
お、回転ドラム１６は、一端部のフランジ部が図示しな
いシール部材を介して前部支持壁１３に摺接する一方、
他端部のフランジ部が図示しないシール部材を介して排
出シュート１５に回転自在に嵌合しており、回転ドラム
１６と前部支持壁１３の摺接部からの建設泥土の漏れを
抑制している。

【００２７】従って、駆動モータ２３を駆動すると、そ
の駆動力が駆動プーリ２４、駆動伝達ベルト２７，２
８、従動プーリ２５，２６を介して各駆動軸１７，１８
に伝達され、左右の駆動ローラ２１，２２が同方向に回
転駆動することで、回転ドラム１６を図４にてＡ方向に
回転することができる。このとき、回転ドラム１６は上
部が各支持リング２９，３０を介して各支持ローラ３
３，３４に支持されており、駆動ローラ２１，２２の駆
動を回転ドラム１６に適正に伝達できる。また、回転ド
ラム１６は前部支持リング２９が支持ローラ３５，３６
に挾持されており、軸方向の移動が拘束されてがたつき
を抑制できる。

【００２８】前部支持壁１３には回転ドラム１６内の上
方に貫通して建設泥土、吸水剤、固化剤をそれぞれ投入
するための３つの投入口３７，３８，３９が形成されて
いる。一方、架台１２上には前部支持壁１３に隣接して
支持台４０により泥土投入用ホッパ４１が取付けられて
おり、このホッパ４１の下部には建設泥土を所定量回転
ドラム１６内に投入できるように回転数を制御可能なモ
ータ４２を有するスクリューフィーダ４３が取付けら
れ、このスクリューフィーダ４３の先端部が投入口３７
を挿通して回転ドラム１６に位置している。また、ホッ
パ４１の上部には大礫、木材、金属片などの異物を排除
する仕分手段としての振動式篩４４が装着され、この振
動式篩４４に隣接して排除された異物を受け取る排出コ
ンベヤ４５が配設されている。更に、ホッパ４１には振
動式篩４４の下方に位置して礫を破砕する破砕手段とし
てのクラッシャ４６が装着されている。そして、ホッパ
４１の上方には建設泥土を搬送してこのホッパ４１に投
入するスクリューコンベヤ４７が延設されている。

【００２９】また、架台１２上には泥土投入用ホッパ４
１に並んで支持台４８により固化剤投入用ホッパ４９が
取付けられており、このホッパ４９の下部には固化剤送
りフィーダ５０を介して固化剤を所定量回転ドラム１６
内に投入できるように回転数を制御可能なモータ５１を
有するスクリューフィーダ（固化剤添加手段）５２が取
付けられ、このスクリューフィーダ５２の先端部が投入
口３８を挿通して回転ドラム１６に位置している。更
に、各ホッパ４１，４９の間に位置して吸水剤供給管
（吸水剤添加手段）５３が配管されており、吸水剤供給
管５３の基端部には吸水剤を所定量回転ドラム１６内に
投入できるように流量調整弁５４及び回転数を制御可能
なモータ５５を有する供給ポンプ５６が装着される一
方、吸水剤供給管５３の先端部が投入口３９を挿通して
回転ドラム１６に位置している。

【００３０】前後の支持壁１３，１４、排出シュート１
５、回転ドラム１６を水平に貫通する回転軸５７が配設
され、この回転軸５７は各支持壁１３，１４の軸受５
８，５９により回転自在に支持される一方、後部支持壁
１４の外面にはアジテータ駆動手段としての駆動モータ
６０が取付けられており、この駆動モータ６０の出力軸
と回転軸５７とがカップリング６１により連結されてい
る。この回転軸５７は回転ドラム１６の回転中心から側
方及び下方にずれた位置にあって、外周部に放射状をな
す複数の回転翼６２が螺旋方向に沿って９０度間隔で取
付けられることでアジテータ６３を構成している。そし
て、排出シュート１５の下部には粒子化した粒状体を排
出する排出口６４が形成され、この排出口６４の下方に
は搬出用コンベヤ６５が設置されている。

【００３１】従って、駆動モータ６０を駆動すると、回
転軸５７が回転して各回転翼６２を回転ドラム１６の回
転方向Ａと異なるＢ方向に回転することができ、アジテ
ータ６３により回転ドラム１６内の建設汚泥、固化剤、
吸水剤を攪拌混合しながら図１にて右方に搬送し、粒状
体を排出口６４から排出して搬出用コンベヤ６５により
搬送することができる。

【００３２】また、回転ドラム１６内の上方には上部ス
クレーパ６６が長手方向に沿って配設されており、一端
部が前部支持壁１３に固定されて他端部が排出シュート
１５に固定されている。この上部スクレーパ６６は各回
転翼６２と対向して設けられており、回転ドラム１６の
回転力によって掻き上げられた吸水剤及び固化剤を含む
建設泥土をこの上部スクレーパ６６の下面に衝突させる
ことで、各回転翼６２側に導くものである。一方、回転
ドラム１６内における各投入口３７，３８，３９の下方
には下部スクレーパ６７が傾斜して配設されており、一
端部が前部支持壁１３に固定されて他端部が自由端とな
っている。この下部スクレーパ６７は前端側の各回転翼
６２と対向して設けられており、各投入口３７，３８，
３９から投入されて回転ドラム１６の回転力によって周
方向に移動する吸水剤及び固化剤を含む建設泥土をこの
下部スクレーパ６７に衝突させることで、排出口６４側
に導くものである。なお、この回転ドラム１６内には上
部スクレーパ６６や下部スクレーパ６７の他に、側部ス
クレーパを設けて攪拌、混合性を向上させるようにして
もよい。

【００３３】排出シュート１５内には回転ドラム１６と
ほぼ同径の円板形状をなす調整板６８が鉛直をなして配
設されており、排出シュート１５の側壁を貫通した複数
の調整ねじ６９の先端部がこの調整板６８に固定されて
おり、各調整ねじ６９の基端部には排出シュート１５に
回転自在に支持されたナット７０が螺合している。従っ
て、各ナット７０を回転して調整ねじ６９を介して調整
板６８を移動すると、排出口６４の開口量を調整するこ
とができ、これによって排出口６４からの排出される粒
状体の排出量を増減し、回転ドラム１６内での粒状体の
滞留時間、つまり、吸水剤と固化剤と建設泥土との攪拌
や混合等を行う処理時間を調整することができる。

【００３４】なお、床面１１上には架台１２の各隅部に
位置して傾斜用油圧ジャッキ７１が設置されている。従
って、この各傾斜用油圧ジャッキ７１を伸縮し、架台１
２等を介して回転ドラム１６を傾斜させることで、前述
した調整板６８と同様に、回転ドラム１６内での粒状体
の滞留時間、つまり、建設泥土の処理時間を調整するこ
とができる。

【００３５】また、本実施形態の発生土処理装置では、
図１に示すように、泥水タンク102から脱水機104に供給
する建設汚泥の含水比を計測する含水比センサ107が設
けられており、この含水比センサ107が計測した建設汚
泥の含水比は制御装置108に出力される。この制御装置1
08は含水比センサ107が計測した建設汚泥の含水比に応
じて脱水機104を制御、具体的には、建設汚泥の含水比
が高いときには脱水機104の濾過速度を遅くして濾過時
間を長くするか、あるいは濾過圧力を大きくする一方、
建設汚泥の含水比が低いときには脱水機104の濾過速度
を速くして濾過時間を短くするか、あるいは濾過圧力を
小さくする。このように建設汚泥の含水比に応じて脱水
機104の濾過率を制御することで、断水ケーキの含水比
を所望のものになるように一定に維持するようにしてい
る。

【００３６】ここで上述した本実施形態の発生土処理装
置による建設泥土の処理方法について説明する。

【００３７】図１に示すように、建設現場で発生した建
設泥土は図示しない油圧ショベルにより分級機101に投
入され、この分級機101に投入された建設泥土から砂礫
成分を排除し、砂礫成分が分離除去された建設泥土は送
給ポンプ103により泥水タンク102に送給されて貯留され
る。そして、この泥水タンク102に貯留されている建設
泥土は供給ポンプ105により脱水機104に供給されるが、
このとき、含水比センサ107は建設汚泥の含水比を常時
計測しており、計測結果を制御装置108に出力する。脱
水機104では、供給された建設汚泥を駆動ベルト104a，1
04bの間に保持して押圧力により脱水処理してケーキを
生成するが、このとき、制御装置108は入力された建設
汚泥の含水比に応じて駆動ベルト104a，104bの駆動速度
や押圧力を変更することで濾過率を調整し、断水ケーキ
の含水比が所望の含水比に一定に維持するようにする。

【００３８】この場合、図７に示すように、混合造粒装
置106に投入される建設汚泥（脱水ケーキ）の含水比を
高く設定すると、脱水機104の脱水時間が短く（脱水の
ための押圧力が小さく）なって脱水コストを低下できる
一方、混合造粒装置106で粒状化処理するために添加さ
れる水ガラスとセメントの添加量が増加して粒状化コス
トが増加する。また、混合造粒装置106に投入される建
設汚泥（脱水ケーキ）の含水比を低く設定すると、脱水
機104の脱水時間が長く（脱水のための押圧力が大き
く）なって脱水コストが増加する一方、混合造粒装置10
6で粒状化処理するために添加される水ガラスとセメン
トの添加量が減少して粒状化コストが低下する。そのた
め、粒状化コスト並びに脱水コストが所定のコスト（図
６に表すグラフの交点）となる含水比に設定することが
望ましい。

【００３９】このように脱水機104で脱水処理された建
設汚泥（脱水ケーキ）は、スクリューコンベヤ４７に排
出され、このスクリューコンベヤ４７により搬送されて
混合造粒装置106の泥土投入用ホッパ４１に投入され
る。

【００４０】そして、図２及び図３に示すように、この
泥土投入用ホッパ４１では、振動式篩４４が建設泥土か
ら木材や金属片などの異物を排除して排出コンベヤ４５
に送出し、クラッシャ４６が振動式篩４４を通過した建
設泥土に含まれる礫を破砕する。そして、モータ４２に
より駆動するスクリューフィーダ４３により建設泥土が
投入口３７から回転ドラム１６内に投入される。

【００４１】また、モータ５５により供給ポンプ５６を
駆動し、流量調整弁５４により供給量が調整された吸水
剤としての水ガラスが吸水剤供給管５３を通して投入口
３９から所定量回転ドラム１６内に投入される。更に、
固化剤投入用ホッパ４９には定期的に固化剤としてのセ
メントが供給されており、固化剤送りフィーダ５０及び
モータ５１によりスクリューフィーダ５２を駆動し、固
化剤としてのセメントが投入口３８から回転ドラム１６
に投入される。

【００４２】この回転ドラム１６内にて、建設泥土に対
して、まず、吸水剤（水ガラス）を添加し、次に、固化
剤（セメント）を添加し、この水ガラスとセメントが添
加された建設泥土を各添加物が均等に分布するまで攪拌
混合するが、このとき、水ガラスとセメントとの反応に
より、建設泥土のベントナイトの微粒子同志が拘束し合
うと共に水分を吸収してゲル化する。そして、ゲル化し
た建設泥土は回転翼６２によって内部の物質を分断、粒
子化されることで粒状体を生成する。

【００４３】即ち、水ガラスはセメントに対応して建設
泥土中の微粒子間に珪酸塩を形成し、微粒子を拘束する
と共に、建設泥土中の自由水を取り込みゲル化させる。
これにより、建設泥土の粘性が増加し、分散粒状化が可
能となる。また、セメントは水硬性を保有しており、粒
状体の内部に混合されており、内部に取り込まれた水分
などと反応し、数時間から数日で水和物を生成して安定
固化する。建設泥土中の微粒子は、水ガラスによって拘
束された状態で硬化するために大粒化しており、粒状体
は微粒子成分が低減している。

【００４４】ここで回転ドラム１６内での建設泥土の粒
子化処理を具体的に説明すると、前述したように、建設
泥土がスクリューフィーダ４３により投入口３７から回
転ドラム１６内に投入され、水ガラスが供給ポンプ５６
により吸水剤供給管５３を通して投入口３８からドラム
１６内に投入され、セメントがスクリューフィーダ５２
により投入口３８から回転ドラム１６に投入される。こ
のように建設泥土に対して水ガラス、セメントの順で回
転ドラム１６に投入されると、回転ドラム１６内の前端
側（図１にて左側）に位置する投入直後の建設泥土は下
部スクレーパ６７に衝突し、この下部スクレーパ６７に
よって排出口６４側に導びかれる。そして、建設泥土は
回転する回転ドラム１６によって掻き上げられて上部ス
クレーパ６６に衝突し、この上部スクレーパ６６によっ
て下降して回転ドラム１６とは逆に回転するアジテータ
６３に導かれ、各回転翼６２によって解砕されて分散さ
れながら、排出口５６側へ搬送される。

【００４５】このように建設泥土がアジテータ６３の各
回転翼６２によって解砕分散されながら移動することに
より、表面乾燥がなされて次第に粒状体となり、且つ、
小径化していく。そして、この粒状体が所定粒径まで粒
子化されると、回転翼６２によって回転ドラム１６内を
飛翔し、排出口６４から搬出コンベヤ６５上に排出され
る。

【００４６】なお、ここで粒状体とは、土の品質区分で
第１種の発生土に相当するもので、埋戻しや盛り土など
に適用できるものである。具体的には、以下を満たすも
のである。 粒度：７４μｍ以下の微粒子分が１０％以下、最大粒
径：１３ｍｍ以下 締め固め地盤支持力：ＣＢＲ１０％以上（砕石路盤と
の相対比較基準） 排水中に指定有害物質を基準濃度以上含まない。 などであるが、いずれも適用箇所や自治体によって多少
の相違がある。

【００４７】このように本実施形態の発生土処理装置に
あっては、分級機101により建設泥土から砂礫成分を分
別し、砂礫成分が分離除去された建設泥土を泥水タンク
102に貯留し、供給ポンプ105により泥水タンク102の建
設汚泥を脱水機104供給してここで脱水処理することで
脱水ケーキを生成し、このとき、制御装置108は含水比
センサ107が計測した建設汚泥の含水比に応じて脱水機1
04の濾過速度や濾過圧力を調整することで脱水ケーキの
含水比を所望の含水比に一定維持しており、この脱水ケ
ーキを混合造粒装置106に投入すると共に水ガラスとセ
メントを添加し、攪拌混合しながら内部物質を分断して
粒子化させて粒状体を生成する。

【００４８】従って、建設汚泥の含水比に応じて脱水機
104を制御することで脱水ケーキの含水比を所望の含水
比に一定維持することができ、簡単な構成・方法で粒状
体の安定した品質を確保することが可能となり、粒子化
処理を効率的に、且つ、自動的に連続して行うことがで
き、処理効率の向上を図ることができる。

【００４９】また、本実施形態の発生土処理装置にあっ
ては、無機系の材料を用いて生成された粒状体が強度と
安全性を保有しているため、建設資材として埋戻し材や
盛り土材など、良質土相当として再利用が可能となり、
廃却処分などの費用を低減することが可能となる。この
場合、粒状体からなる建設資材は、軽量で透水性が良好
であるため、運動場や植木の土壌や造成地の盛土として
最適であり、また、埋立地の排水ドレーン材として使用
することもできる。また、水ガラスとセメントを粒子化
剤とすることで処理費用が低減すると共に、処理作業が
容易となる。

【００５０】つまり、安全な無機材料である水ガラス
（珪酸ソーダ）と、セメントなど無機系の水硬性材料と
を併用する装置とすることで、安全性を確保できる。ま
た、水ガラスで吸水することにより、比較的高含水比の
泥土に対しても、分散造粒に必要な粘性の増加を可能と
すると共に、微粒子を拘束して大粒化することで粒状体
中の微粒成分を低減できる。更に、従来、処理でコスト
や時間が必要であった乾燥や脱水などの処理が不要とな
り、低コストで高効率に粒状化することができる。そし
て、固化剤を、水ガラスのゲル化反応剤と水和反応によ
る長期強度発現との２つの効果を１度に達成し、装置の
簡素化と低コスト化が図れる。

【００５１】なお、上述した実施形態では、一般に効果
的である回転ドラム１６とアジテータ６３とを逆方向に
回転するようにしたが、泥土の種類によっては同方向に
回転させても処理することができる。また、ここでは、
安全性の面でメリットのある水ガラスとセメントを例に
挙げて説明したが、吸水剤としては、吸水性の高い有機
ポリマーなども同様に使用可能であり、固化材として
は、石灰系や石膏系などでも同様に使用可能である。更
に、発生土、吸水剤、固化材の添加順についても、発生
土の性状や再生品の品質によっては、添加の順番を入れ
替えても、あるいは同時添加でも同様の処理が可能であ
る。

【００５２】また、上述した実施形態において、建設泥
土を粒状化する設備はこの実施形態に限定されるもので
はなく、回転ドラム１６、アジテータ６３、ホッパ４
１，４９、吸水剤供給管５３などは、処理する建設泥土
の種類や処理現場等に応じて適宜最良のものを設定すれ
ばよい。

【００５３】図７に本発明の第２実施形態に係る発生土
処理装置の概略構成、図８に本発明の第３実施形態に係
る発生土処理装置の概略構成、図９に本発明の第４実施
形態に係る発生土処理装置の概略構成を示す。なお、前
述した実施形態で説明したものと同様の機能を有する部
材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

【００５４】［第２実施形態］本実施形態の発生土処理
装置は、図７に示すように、建設汚泥から砂礫成分を除
去する分級機101と、砂礫成分が除去された発生土を貯
溜する泥水タンク102と、建設汚泥を脱水処理する脱水
機104と、脱水ケーキに吸水剤及び固化剤を添加して攪
拌混合してゲル化させてから内部物質を分断して粒状化
させる混合造粒装置106とを有すると共に、脱水ケーキ
を解砕してから混合造粒装置106に供給する解砕装置111
が設けられている。

【００５５】従って、建設泥土は分級機101により砂礫
成分が除去されて泥水タンク102に貯留され、この建設
泥土が脱水機104に供給されると、このときに含水比セ
ンサ107が建設汚泥の含水比を常時計測して制御装置108
に出力しており、制御装置108は建設汚泥の含水比に応
じて濾過速度や濾過圧力を変更することで脱水ケーキの
含水比を所望の含水比に一定に維持し、脱水機104では
建設汚泥を脱水処理して所望の含水比の脱水ケーキが生
成される。そして、この脱水ケーキは解砕装置111に投
入されて細かく解砕処理されてから混合造粒装置106に
投入され、水ガラスとセメントとを攪拌混合してゲル化
させてから内部物質を分断して粒状化させることで所定
品質の粒状体が生成される。

【００５６】このように脱水機104で脱水処理された脱
水ケーキを解砕処理してから混合造粒装置106に投入す
るため、建設汚泥に水ガラス及びセメントが混合し易く
なり、粒状化処理を短時間で効率的に行うことができ
る。

【００５７】［第３実施形態］本実施形態の発生土処理
装置は、図８に示すように、建設汚泥から砂礫成分を除
去すると共に砂成分と礫成分を分離する分級機121と、
分級機121により分離された砂成分を貯溜する砂用ホッ
パ122と、この砂用ホッパ122内の砂成分を泥土投入用ホ
ッパ４１に供給するスクリューコンベヤ（混合手段）12
3と、砂礫成分が除去された発生土を貯溜する泥水タン
ク102と、建設汚泥を脱水処理する脱水機104と、脱水ケ
ーキに吸水剤及び固化剤を添加して攪拌混合してゲル化
させてから内部物質を分断して粒状化させる混合造粒装
置106とを有している。

【００５８】従って、建設泥土は分級機121により砂礫
成分が排除されて泥水タンク102に貯留される一方、分
離された砂成分は砂用ホッパ122に投入される。そし
て、泥水タンク102の建設泥土は脱水機104により脱水処
理されて所望の含水比の脱水ケーキが生成される。この
脱水ケーキがスクリューコンベヤ４７により混合造粒装
置106の泥土投入用ホッパ４１に投入されると共に、砂
用ホッパ122の砂成分がスクリューコンベヤ123により泥
土投入用ホッパ４１に投入されて混合される。そして、
この所定の砂成分が混入された脱水ケーキは回転ドラム
１６に投入され、水ガラス及びセメントと攪拌混合して
ゲル化させてから内部物質を分断して粒状化させること
で所定品質の粒状体が生成される。

【００５９】このように分級機121により建設泥土から
砂礫成分を除去し、脱水機104により脱水処理して所望
の含水比の脱水ケーキを泥土投入用ホッパ４１に投入す
ると共に、分離された砂成分をスクリューコンベヤ123
により泥土投入用ホッパ４１に投入して混合してから、
砂成分が混入した脱水ケーキを水ガラス及びセメントと
共に混合造粒装置106に投入して粒状化処理している。
そのため、建設泥土に含まれる見掛けの水分量を低減す
ることで、脱水機104の処理時間の短縮や処理圧力を低
減が可能となると共に、水ガラス及びセメントの添加量
を減少することができ、全体的な粒状化処理のための処
理コストを減少することができる。

【００６０】［第４実施形態］本実施形態の発生土処理
装置は、図９に示すように、建設汚泥から砂礫成分を除
去すると共に砂成分と礫成分を分離する分級機121と、
分級機121により分離された砂成分を貯溜する砂用ホッ
パ131及び砂送りフィーダ132と、この砂用ホッパ131内
の砂成分を泥土投入用ホッパ４１に供給するスクリュー
コンベヤ133と、分級機121により分離された礫成分を貯
溜する礫用ホッパ134及び礫送りフィーダ135と、この礫
用ホッパ134内の礫成分を泥土投入用ホッパ４１に供給
するスクリューコンベヤ136と、砂礫成分が除去された
発生土を貯溜する泥水タンク102と、建設汚泥を脱水処
理する脱水機104と、脱水ケーキに吸水剤及び固化剤を
添加して攪拌混合してゲル化させてから内部物質を分断
して粒状化させる混合造粒装置106と、この粒状体に適
量の砂成分及び礫成分を投入して混合粒調する混合粒調
機137を有している。

【００６１】従って、建設泥土は分級機121により砂礫
成分が排除されて泥水タンク102に貯留される一方、分
離された砂成分は砂用ホッパ131に投入され、礫成分は
礫用ホッパ135に投入される。そして、泥水タンク102の
建設泥土は脱水機104により脱水処理されて所望の含水
比の脱水ケーキが生成され、混合造粒装置106の泥土投
入用ホッパ４１に投入される。そして、脱水ケーキは回
転ドラム１６に投入され、水ガラス及びセメントと攪拌
混合してゲル化させてから内部物質を分断して粒状化さ
せることで所定品質の粒状体が生成される。この粒状体
は搬出コンベヤ６５により混合粒調機137に供給される
一方、砂用ホッパ131の砂成分がスクリューコンベヤ133
により混合粒調機137に供給され、礫用ホッパ135の礫成
分がスクリューコンベヤ136により混合粒調機137に供給
される。

【００６２】この場合、制御装置108は建設汚泥の含水
比に応じて脱水機104を制御して脱水ケーキの含水比を
所望の含水比に一定に維持している。また、制御装置10
8はこの脱水ケーキの含水比に応じて砂送りフィーダ132
及び礫送りフィーダ135を制御し、混合造粒装置106に投
入される粒状体に対する砂成分と礫成分の投入比率を制
御しており、所望の粒径分布に構成された処理土を生成
することができる。即ち、処理土は再利用される用途に
応じてその粒径分布が相違しており、粒状体に対する砂
成分と礫成分の投入比率を調整して再利用したい処理土
の粒径分布を構成することができる。

【００６３】このように分級機121により建設泥土から
砂礫成分を除去し、脱水機104により脱水処理した脱水
ケーキを水ガラス及びセメントと共に混合造粒装置106
に投入して粒状化処理し、造粒された粒状体に分級機12
1で分離した砂成分と礫成分を所望の混合比で投入し、
混合粒調機137で混合して所望の粒径分布を有する処理
土を生成している。そのため、所望の粒径分布を有する
処理土を簡単に生成することができる。

【００６４】

【発明の効果】以上、実施形態において詳細に説明した
ように請求項１の発明の発生土処理装置によれば、発生
土を脱水処理する脱水機と、この脱水機で脱水処理され
た発生土に吸水剤及び固化剤を添加して攪拌混合してゲ
ル化させてから内部物質を分断して粒状化させる混合造
粒装置と、発生土の含水比を計測する含水比センサと、
この含水比センサの計測結果に応じて脱水機を制御する
制御手段を設けたので、発生土の含水比に応じて脱水機
を制御することで脱水ケーキの含水比を所望の含水比に
一定維持することができ、簡単な構成で粒状体の安定し
た品質を確保することが可能となり、粒子化処理を効率
的に、且つ、自動的に連続して行うことができ、処理効
率の向上を図ることができる。

【００６５】請求項２の発明の発生土処理装置によれ
ば、脱水機をベルトプレス式脱水機として、制御手段が
含水比センサの計測結果に応じて脱水機の濾過速度ある
いは濾過圧力を調整するので、簡単な構成で脱水機の脱
水能力を制御することができる。

【００６６】請求項３の発明の発生土処理装置によれ
ば、脱水機の上流側に、発生土から砂礫成分を除去する
分級手段と、分級手段により砂礫成分が除去された発生
土を貯溜する泥水タンクと、泥水タンクの発生土を脱水
機に供給する供給手段とを設けたので、発生土から砂礫
成分を除去してから脱水処理することで処理効率を向上
することができ、また、泥水タンクの発生土を必要な量
だけ脱水機に供給することができ、適正に脱水処理する
ことができる。

【００６７】請求項４の発明の発生土処理装置によれ
ば、脱水機と混合造粒装置との間に脱水処理された発生
土を解砕する解砕手段を設けたので、発生土を解砕処理
してから混合造粒することとなり、建設汚泥に水ガラス
及びセメントを混合し易くなり、粒状化処理を短時間で
効率的に行うことができる。

【００６８】請求項５の発明の発生土処理装置によれ
ば、分級手段は発生土から砂礫成分を除去すると共に砂
成分と礫成分を分離するものとし、分級手段により分離
された砂成分を脱水機で脱水処理された発生土に混合す
る混合手段を設けたので、建設泥土に含まれる見掛けの
水分量を低減することで、脱水機の処理時間の短縮や処
理圧力を低減が可能となると共に、水ガラス及びセメン
トの添加量を減少することができ、全体的な粒状化処理
のための処理コストを減少することができる。

【００６９】請求項６の発明の発生土処理装置によれ
ば、分級手段は発生土から砂礫成分を除去すると共に砂
成分と礫成分を分離するものとし、分級手段により分離
された砂成分あるいは礫成分を混合造粒装置で処理され
た粒状体に混合する混合手段を設けたので、広範囲の粒
径分布を有する処理土を生成することができる。

【００７０】請求項７の発明の発生土処理装置によれ
ば、粒状体に対する砂成分あるいは礫成分を混合する比
率を制御する混合率調整手段を設けたので、所望の粒径
分布を有する処理土を簡単に生成することができる。

【００７１】請求項８の発明の発生土処理装置によれ
ば、前記混合造粒装置を、投入口及び排出口が設けられ
た中空円筒形状をなす回転ドラムをほぼ水平な軸心をも
って回転自在に支持し、この回転ドラム内に回転軸に放
射状をなす複数の回転翼が螺旋方向に沿って構成された
アジテータを駆動回転可能に装着し、回転ドラム内に吸
水剤を添加する吸水剤添加手段と、回転ドラム内に固化
剤を添加する固化剤添加手段とを設けると共に、回転ド
ラム内における少なくとも上方及び下方に回転翼と対向
してスクレーパを配設して構成したので、回転ドラムに
よって周方向に移動する吸水剤及び固化剤を含む建設泥
土は下部スクレーパに衝突して排出口側に導かれ、回転
ドラムによって掻き上げられた建設泥土は上部スクレー
パに衝突して回転翼へ導かれて解砕分散されることとな
り、粒子化処理を効率的に行うことができると共に、自
動的に連続して行うことができ、処理効率の向上を図る
ことができる。

【００７２】請求項９の発明の発生土処理方法によれ
ば、発生土を脱水処理した後、吸水剤及び固化剤を添加
して攪拌混合してゲル化させ、ゲル化した発生土の内部
物質を分断して粒状化させるとき、脱水前の発生土の含
水比を計測し、この含水比に応じて脱水率を制御するよ
うにしたので、簡単な方法で粒状体の安定した品質を確
保することが可能となり、粒子化処理を効率的に、且
つ、自動的に連続して行うことができ、処理効率の向上
を図ることができる。

【００７３】請求項１０の発明の発生土処理方法によれ
ば、脱水率を処理コストを考慮して吸水剤及び固化剤の
添加量及び脱水処理時間を変更して設定するようにした
ので、添加量及び脱水処理時間を調整することで、処理
コストを低減することができる。

【００７４】請求項１１の発明の発生土処理方法によれ
ば、発生土から砂成分と礫成分を分離除去してから脱水
処理を行う一方、分離された砂成分あるいは礫成分を処
理された粒状体に混合するようにしたので、広範囲の粒
径分布を有する処理土を生成することができる。

【００７５】請求項１２の発明の発生土処理方法によれ
ば、粒状体に対する砂成分あるいは礫成分を混合する比
率を所望する処理土の粒調に応じて調整するようにした
ので、所望の粒径分布を有する処理土を簡単に生成する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る発生土処理装置の
概略断面図である。

【図２】本実施形態の発生土処理装置の一部切欠側面図
である。

【図３】本実施形態の発生土処理装置の一部切欠側面図
である。

【図４】図２のIV−IV断面図である。

【図５】回転ドラムの端部の支持構造を表す断面図であ
る。

【図６】発生土の含水比に応じた処理コストを表すグラ
フ図である。

【図７】本発明の第２実施形態に係る発生土処理装置の
概略構成図である。

【図８】本発明の第３実施形態に係る発生土処理装置の
概略構成図である。

【図９】本発明の第４実施形態に係る発生土処理装置の
概略構成図である。

【符号の説明】

１６ 回転ドラム ２１，２２ 駆動ローラ ２３ ドラム駆動モータ ３７ 泥土投入口 ３８ 固化剤投入口 ３９ 吸水剤投入口 ４１ 泥土投入用ホッパ ４３ スクリューフィーダ ４９ 固化剤投入用ホッパ ５２ スクリューフィーダ（固化剤添加手段） ５３ 吸水剤供給管（吸水剤添加手段） ５６ 供給ポンプ ５７ 回転軸 ６０ 駆動モータ ６２ 回転翼 ６３ アジテータ ６４ 排出口 ６６ 上部スクレーパ ６７ 下部スクレーパ 101,121 分級機 102 泥水タンク 104 脱水機 105 供給ポンプ（供給手段） 106 混合造粒装置 107 含水比センサ 108 制御装置 111 解砕装置 123 スクリューコンベヤ（混合手段） 122,131 砂用ホッパ 134 礫用ホッパ 137 混合粒調機（混合手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０２Ｆ 11/12 Ｅ２１Ｄ 9/06 ３０１Ｕ Ｅ０２Ｆ 7/00 Ｂ０９Ｂ 3/00 ＺＡＢ Ｅ２１Ｄ 9/06 ３０１ 5/00 Ｆ (72)発明者 石田 勲 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 Ｆターム(参考） 2D054 DA35 4D004 AA32 AB01 BA02 CA04 CA08 CA13 CA14 CA15 CA45 CA50 CB09 CB13 CB28 CB45 CC13 DA01 DA02 DA09 DA10 DA20 4D026 BA03 BC15 BE06 BH01 BH07 4D059 AA09 BE10 BE54 BG00 BJ01 BK09 BK11 CB06 CC04 DA14 DA66 EA01 EB20 4D071 AA02 AB03 AB23 DA20

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発生土を脱水処理する脱水機と、該脱水
   機で脱水処理された発生土に吸水剤及び固化剤を添加し
   て攪拌混合してゲル化させてから内部物質を分断して粒
   状化させる混合造粒装置と、発生土の含水比を計測する
   含水比センサと、該含水比センサの計測結果に応じて前
   記脱水機を制御する制御手段とを具えたことを特徴とす
   る発生土処理装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の発生土処理装置におい
   て、前記脱水機はベルトプレス式脱水機であって、前記
   制御手段は前記含水比センサの計測結果に応じて前記脱
   水機の濾過速度あるいは濾過圧力を調整することを特徴
   とする発生土処理装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の発生土処理装置におい
   て、前記脱水機の上流側に、発生土から砂礫成分を除去
   する分級手段と、該分級手段により砂礫成分が除去され
   た発生土を貯溜する泥水タンクと、該泥水タンクの発生
   土を前記脱水機に供給する供給手段とを設けたことを特
   徴とする発生土処理装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の発生土処理装置におい
   て、前記脱水機と前記混合造粒装置との間に、脱水処理
   された発生土を解砕する解砕手段を設けたことを特徴と
   する発生土処理装置。
5. 【請求項５】 請求項３記載の発生土処理装置におい
   て、前記分級手段は、発生土から砂礫成分を除去すると
   共に砂成分と礫成分を分離するものであり、該分級手段
   により分離された砂成分を前記脱水機で脱水処理された
   発生土に混合する混合手段を設けたことを特徴とする発
   生土処理装置。
6. 【請求項６】 請求項３記載の発生土処理装置におい
   て、前記分級手段は、発生土から砂礫成分を除去すると
   共に砂成分と礫成分を分離するものであり、該分級手段
   により分離された砂成分あるいは礫成分を前記混合造粒
   装置で処理された粒状体に混合する混合手段を設けたこ
   とを特徴とする発生土処理装置。
7. 【請求項７】 請求項６記載の発生土処理装置におい
   て、粒状体に対する砂成分あるいは礫成分を混合する比
   率を制御する混合率調整手段を設けたことを特徴とする
   発生土処理装置。
8. 【請求項８】 請求項１記載の発生土処理装置におい
   て、前記混合造粒装置は、一方に発生土の投入口が設け
   られると共に他方に処理土の排出口が設けられた中空円
   筒形状をなして駆動回転可能な回転ドラムと、該回転ド
   ラム内を水平に貫通する回転軸に放射状をなす複数の回
   転翼が螺旋方向に沿って装着されて駆動回転可能なアジ
   テータと、前記投入口の近傍に設けられて前記回転ドラ
   ム内に吸水剤を添加する吸水剤添加手段と、前記投入口
   の近傍に設けられて前記回転ドラム内に固化剤を添加す
   る固化剤添加手段と、前記回転ドラム内における少なく
   とも上方及び下方に前記回転翼と対向して配設されたス
   クレーパとを有することを特徴とする発生土処理装置。
9. 【請求項９】 発生土を脱水処理した後、吸水剤及び固
   化剤を添加して攪拌混合してゲル化させ、ゲル化した発
   生土の内部物質を分断して粒状化させるとき、脱水前の
   発生土の含水比を計測し、この含水比に応じて脱水率を
   制御することを特徴とする発生土処理方法。
10. 【請求項１０】 請求項９記載の発生土処理方法におい
    て、前記脱水率は、処理コストを考慮して吸水剤及び固
    化剤の添加量及び脱水処理時間を変更して設定すること
    を特徴とする発生土処理方法。
11. 【請求項１１】 請求項９記載の発生土処理方法におい
    て、発生土から砂成分と礫成分を分離除去してから前記
    脱水処理を行う一方、分離された砂成分あるいは礫成分
    を処理された粒状体に混合することを特徴とする発生土
    処理方法。
12. 【請求項１２】 請求項１１記載の発生土処理方法にお
    いて、粒状体に対する砂成分あるいは礫成分を混合する
    比率を所望する処理土の粒調に応じて調整することを特
    徴とする発生土処理方法。