JP2005185953A - 汚泥処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 分散性、攪拌性が良好で、流動状から粘土状、団粒状のいずれの状態においても、汚泥を好適に攪拌することができる汚泥処理装置を提供する。
【解決手段】 高含水汚泥、吸水材及び薬剤が投入される攪拌槽１０内に回転可能に配置された２本の攪拌軸２１，２２と、この攪拌軸２１，２２のそれぞれに、相互に干渉しないように取り付けられた攪拌羽根３０とを備え、
前記攪拌羽根３０が、その幅方向Ｗ１を回転方向Ｒに向けた板状を成すと共に、
攪拌羽根３０の回転時、汚泥を前記攪拌軸２１，２２の長さ方向に移動させる本体部３１と、前記汚泥を該攪拌羽根３０の回転方向内向きに移動させる突出部を備えている。
【選択図】 図４

Description

本発明は、土木建築工事等において生じた汚泥、河川や湖沼等に堆積した土砂やヘドロ、その他の高含水汚泥を固化、団粒化処理する際に使用する汚泥処理装置に関し、より詳細には、汚泥に古紙等を破砕して得られた破砕片等から成る吸水材を添加すると共に、架橋剤、吸着剤などの薬剤を添加してこれを固化、団粒化する際に、汚泥と前記吸水材、薬剤を攪拌・混合するために使用される汚泥処理装置に関する。

シールド工法、杭打ち作業、地中連続壁基礎の形成、地質改良等の土木作業において生じた高含水建築汚泥等は、これを一旦中間処理施設等の搬送して脱水処理を行った後、あるいはこれらを直接最終処理場等に持ち込んで廃棄しているのが現状であり、このような汚泥の再利用は殆ど行われていない。

そのため、次々に持ち込まれる多量の汚泥による処理場不足や、このような汚泥による環境破壊等が問題となっている。

このような問題を解消するために各種の汚泥処理方法が提案されており、一例として高含水汚泥を処理槽乃至は攪拌槽内に回収し、これに古紙の破砕片等を汚泥中の水分を吸収するための吸水材として添加して攪拌すると共に、ポリアクリル系ポリマー等の高吸水性ポリマー、塩素系ポリ無機塩等の薬剤を吸着剤や架橋剤として添加すると共に更に攪拌して、汚泥中の土粒子を古紙破砕片と共に固化・団粒化する処理方法がある。

この処理方法によれば、含水率５００％程度の汚泥については予め脱水処理等を行うことなく直接処理することができると共に、このようにして固化・団粒化された汚泥は、廃棄等に際して行う運搬や、その他の処理に際する取り扱い性に優れるだけでなく、これを再利用することも可能であり、一例として汚泥の種類に応じて植物の植生基盤材や土木建築の際の埋め戻し材、盛土材、セメント混合材等として再生利用することができるものとなっている。

このような汚泥処理を行う際、回収された汚泥には吸水材として前述の古紙破砕片や薬剤等を添加して攪拌する作業が必要であるが、このような汚泥の攪拌に使用する専用の攪拌機は無く、従来は、汚泥を攪拌槽内に回収し、これを油圧ショベル等により攪拌しながら前述の吸水材や薬剤を添加して固化・団粒化を行っていた。

なお、前述のような汚泥処理に際して使用するものではないが、コンクリート等の混合を行うためのミキサや、園芸用土原料や堆肥等の攪拌混合に使用する各種のミキサは公知であり、このうち、生コンクリート製造用ミキサの一例として、攪拌槽（混練槽）内に、パドルアームが放射状に植設された２本の攪拌軸を平行に配置し、両攪拌軸のパドルアームが相互に干渉しないようにこれらを攪拌槽内で回転させることで内容物を攪拌する２軸式ミキサや（特許文献１参照）、
前記特許文献１に記載のミキサと同様の二軸式ミキサにおいて、先端部分がヘ字状に曲折した棒状の攪拌羽根を備えると共に、攪拌槽の側壁に残留物かき出し用の開口部を設けた、園芸用土原料や堆肥の攪拌用の混合機（特許文献２参照）がある。

この発明の先行技術文献情報としては次のものがある。
実用新案登録第３０１８２８３号公報（第１頁、図１）。 特許第２６５７４６７号公報（第１−３頁、図１−４）。

前述の汚泥処理方法において、油圧ショベルにより汚泥を攪拌する場合には、汚泥内に吸水材や薬剤を万遍なく分散させる作業が難しく、分散状態にむらができやすいだけでなく、このような作業は熟練した重機オペレータにより行う必要があり、何人も容易に行うことができる作業とはなっていない。

また、このような油圧ショベル等の機材やそのオペレータ等の人員が汚泥処理に割かれることにより、これらの重機やオペレータを必要とする本来の土木建築作業が妨げられ、当該建築現場等における全体の作業性が低下する。

そのため、このような油圧ショベル等の重機による攪拌に代えて、取り扱いが何人にも容易である前述のような既知の各種のミキサを攪拌に転用することも考えられている。

しかし、前記既知の各ミキサは、生コンクリートの攪拌や、園芸用土・堆肥等の攪拌等、それらが本来目的とする攪拌作業を行う場合にはこれを好適に使用することかできるものの、前述の汚泥処理の下記のような特徴から、既存のミキサを転用しても汚泥の攪拌を十分に行うことができないものとなっている。

即ち、前述の汚泥に吸水材として添加する古紙破砕片は、古紙を一例として１０mm程度の角状に細かく裁断乃至は破砕したものであり、運搬、保管時における利便性を考慮して、これを圧縮して凝集した塊の状態で提供されている。

そのため、このような状態で提供された古紙破砕片を塊の状態で汚泥中に投入する場合には、攪拌羽根は、凝集した古紙破砕片に衝撃を与えてこの塊を個々の破砕片に分解し、かつ、攪拌してこれを汚泥中に分散することができるものでなければならない。

しかし、前述した特許文献１のミキサのように、パドル型の攪拌羽根で「面」による攪拌を行うミキサや、特許文献２に示すように、「棒状」の攪拌羽根による攪拌を行うミキサにあっては、塊状の古紙破砕片に衝突する攪拌羽根の衝突面が大きく、これを個々の古紙破砕片に分解したり、適当なサイズに切断することができず、汚泥中に古紙破砕片が凝集した状態で残ってしまうものとなっている。

また、攪拌槽内に投入された汚泥は、攪拌槽内への投入直後は含水率が高く流動状態であるが、古紙破砕片の投入により水分を吸収されて粘土状にその状態が変化し、また、薬剤の添加により固化、団粒化する等、作業の進展に伴ってその状態が刻々と変化する。

このような汚泥の状態変化に対し、パドル型の攪拌羽根を備えた特許文献１のミキサは、そのパドルが面により攪拌を行うものであるために汚泥が流動状の間にはその攪拌を好適に行うことができるが、汚泥の水分が古紙破砕片によって吸収されて粘土状に変化すると、攪拌の際の抵抗が大きくなり攪拌が困難となる。そのため、このようなミキサを前述の汚泥処理に転用しても、攪拌軸や攪拌羽根の回転が止まってしまって作業が行えなくなったり、または、攪拌羽根や攪拌軸、及びこれらを駆動するモータ等に大きな負荷がかかり、ミキサの寿命を短縮させることとなる。

一方、このような大きな抵抗に抗して攪拌羽根及び攪拌軸を回転させようとすれば、攪拌羽根を変形等の生じない強度の高いものとする必要があると共に、攪拌軸を太くしたり、これを回転させるためのモータを出力の大きなものにする必要があるが、これにより装置全体が大型化すると共に高価なものとなる。

また、特許文献２に記載されている棒状の攪拌羽根を備えたミキサにあっては、園芸用土の攪拌等に使用するものであるために、団粒化された後の汚泥の攪拌等はこれを好適に行うことができるものの、汚泥が流動状、粘土状にあるときには汚泥中での抵抗が小さく、これを好適に攪拌することができないという問題がある。

さらに上記いずれのミキサにおいても、攪拌により得られた製品を排出するための排出口を底部に設ける場合、この排出口は比較的大型のものとしなければ排出に長時間がかかり、また、排出口を大型化すれば排出時間は減少するものの攪拌槽の強度が低下するためにこれを補強等する必要が生じ、攪拌槽の構造が複雑化することとなる。

また、前掲の特許文献２に記載されているように、攪拌槽の側面に排出口を設ける場合には、攪拌槽内の内容物を全て排出するためには、攪拌軸の全長分、内容物を移動させる必要があり排出に長時間を要し、また、攪拌槽内の内容物を全て排出することは困難で、内部に残留してしまうために、専用の器具等を使用してこれを掻き出す作業が必要となる。

また、２軸のミキサにおいて側面に排出口を設ける場合には、各攪拌軸の位置に対応して排出口を設ける必要があり、側面に形成される排出口の総面積が比較的大きく、攪拌槽の強度を保つために補強等を行えば攪拌槽の構造が複雑となる。

そこで本発明は、上記従来技術における欠点を解消するためになされたものであり、比較的簡単な構造により汚泥内に古紙の破砕片等の吸水材が、例え凝集した塊の状態で投入されたとしても、これを個々の古紙破砕片に分解して汚泥中に満遍なく分散させることができ、
また、流動状から粘土状、団粒状に変化する汚泥のいずれの状態においても、汚泥の攪拌を好適に行うことができると共に、汚泥の粘性が高くなった状態でも攪拌羽根にかかる抵抗が少なく、これを好適に攪拌することができ、従って攪拌羽根や攪拌軸、モータ等を小型化した場合であっても好適に攪拌を行うことのできる汚泥攪拌装置及びこの汚泥攪拌装置を備えた汚泥処理装置を提供することを目的とする。

さらに、本発明の別の目的は、攪拌槽の底部に比較的小さな排出口を形成することで、攪拌槽の大幅な補強等を不要と成すと共に、このような比較的小さな排出口を設けた場合においても団粒化された汚泥を効率的に排出することができる汚泥処理装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の汚泥処理装置１は、高含水汚泥に吸水材と薬剤とを投入して攪拌し、前記高含水汚泥を固化、団粒化する汚泥処理に使用するものであり、
前記高含水汚泥、吸水材及び薬剤が投入される、底部中央に排出口１９が設けられた攪拌槽１０と、
前記攪拌槽１０内に回転可能に配置された二本の攪拌軸２１，２２と、
前記二本の攪拌軸２１，２２のそれぞれに相互に干渉しないように取り付けられた攪拌羽根３０とを備え、
前記攪拌羽根３０が、その幅方向Ｗ１，Ｗ２の両端を回転方向Ｒの前後側に向けた板状を成すと共に、前記攪拌軸２１，２２の外周方向に向かう長さ方向を有する本体部３１と、前記本体部３１より前記攪拌軸２１，２２の長さ方向に突出した突出部３２から成り、
前記攪拌羽根３０の本体部３１の少なくとも一部分における回転方向Ｒの両端３１ａ，３１ｂを、前記回転方向前方端３１ａに対して前記回転方向後方端３１ｂが前記攪拌軸２１，２２の長さ方向の中央２３寄りとなるように形成すると共に、前記突出部３２の少なくとも一部分における回転方向Ｒの両端３２ａ，３２ｂを、前記回転方向前方端３２ａに対して前記回転方向後方端３２ｂが、前記攪拌軸２１，２２の軸芯寄りとなるように形成したことを特徴とする（請求項１；図４参照）。

前記構成の汚泥処理装置１において、前記二本の攪拌軸２１，２２に設けられた攪拌羽根３０のいずれもが、前記二本の攪拌軸２１，２２間を通過するとき上向きの移動方向となるように、前記攪拌軸２１，２２は相互に逆方向に回転することが好ましい（請求項２；図３参照）。

前記攪拌羽根３０は、その肉厚を、回転方向前方側に向かって薄くなるテーパ形状とすることが好ましく（請求項３；図６参照）、
このテーパ形状を攪拌軸３０の本体部３１に形成する場合には、この本体部３１の回転方向前方端３１ａにおいて、前記攪拌軸２１，２２の長さ方向中央２３寄りの角部を除去することにより（請求項４；図６（Ｂ）参照）、また、突出部３２に形成する場合には、突出部３２の回転方向前方端３２ａにおいて、前記攪拌軸２１，２２寄りの角部を除去することにより（請求項５）形成することができる。

さらに、前記攪拌槽１０をフレーム６０上に載置すると共に、該フレーム６０上に該攪拌槽１０内に配置された前記攪拌軸２１，２２を回転するモータ４０等の駆動手段、前記薬剤を前記攪拌槽内に投入する薬液槽８０、配管、ポンプ等からなる薬剤投入手段、発電機７０及び各部の動作を制御する制御盤９０を載置して、可搬式に構成しても良い（請求項６；図１参照）。

以上説明した本発明の構成により、板状の攪拌羽根の幅方向の両端を該攪拌羽根の回転方向の前後方向に向けたことにより、攪拌羽根の肉厚部分が回転方向正面を向くことによって、攪拌羽根に吸水材として投入された、例えば塊状の古紙破砕片や、個々の古紙破砕片を切断、分解する作用を持たせることができると共に、本体部と突出部とにより、汚泥に二方向の移動方向を与えることで、その攪拌、循環を効果的に行うことができる汚泥処理装置を提供することができた。

また、攪拌羽根の肉厚部分が正面を向く前述の形状により、攪拌時における抵抗を最小限に抑えることができ、攪拌に要する動力を減少することができると共に、攪拌羽根、攪拌軸を高強度とすることが不要となった。

特に、回転方向前方に向かって攪拌羽根の肉厚を減じるテーパー状とする場合には、攪拌時に汚泥より受ける抵抗を更に低下させることができると共に、古紙破砕片等との衝突面がより鋭利となり、古紙破砕片の塊を分解する作用や、比較的大きな古紙破砕片を更に小さな小片に切断乃至は破砕する作用を一層高めることができる。

このようなテーパー状を、回転方向前端側の角部のうち、一方の角部のみを除去することにより形成した、所謂「片刃」とする場合には、両側の角部を除去する所謂「両刃」に比べてテーパ形状に形成する作業が容易であると共に、本体部３１にあっては、攪拌軸２１，２２の軸線方向中央２３寄りの角部を、突出部３２にあっては攪拌軸２１，２２寄りの角部を斜めに切削する等して除去することにより、この角部の除去により形成された傾斜面により、所定の方向に対する汚泥の移動をさらに助長することができた。

攪拌羽根３０の本体部３１に回転方向Ｒの両端３１ａ，３１ｂを、前記回転方向前方端３１ａに対して前記回転方向後方端３１ｂが前記攪拌軸２１，２２の長さ方向の中央２３寄りとなる部分を設けることにより、攪拌軸２１，２２の長さ方向中央２３側に向かって汚泥を移動させることができ、これにより攪拌槽１０の底部１２中央に排出口１９を設けるだけで、団粒化された汚泥を効率的に排出することができた。

また、攪拌槽１０内の汚泥は、攪拌槽１０内の中央に移動されることから、前記排出口１９を比較的小型のものとすることができ、その構造を簡素化できると共に、このような小型の排出口１９はその形成によっても攪拌槽１０の強度低下が起こり難く、攪拌槽１０を補強するための構成等を省略することができた。

なお、汚泥処理装置を構成する各構成物品を単一のフレーム上に載置して可搬式とすることにより、このような汚泥処理装置を容易に各種土木建築現場等に搬送することができ、汚泥の発生する現場において直ちに汚泥の処理を行うことが可能である。その結果、回収された汚泥を中間処理施設等に搬送する場合に比較して処理コストを飛躍的に低減させることができるという効果も有する。

次に、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら以下説明する。

図１及び図２に示すように、本発明の汚泥攪拌装置１は、汚泥が注入される攪拌槽１０と、該攪拌槽１０内に平行に配置された２本の攪拌軸２１，２２と、この２本の攪拌軸２１，２２のそれぞれの外周に、相互に干渉しないように取り付けられ、前記攪拌軸２１，２２と共に回転して該攪拌槽１０内の汚泥を攪拌する攪拌羽根３０と、前記攪拌羽根３０を備えた攪拌軸２１，２２を回転駆動するためのモータ４０等の駆動源を備えている。

この攪拌槽１０は図示の実施形態において脚部１１を備え（図１参照）、その底部１２が所定高さに持ち上げられていると共に、その上部に汚泥の注入口１３、古紙破砕片等の吸水材の投入口１４等が開口された箱状に形成されている。

そして、この攪拌槽１０の対向する１組の側壁１５，１６のそれぞれ２箇所に軸受２７を設けてこの軸受２７に前記２本の攪拌軸２１，２２の両端部をそれぞれ支承して、２本の攪拌軸２１，２２がその攪拌羽根３０が相互に干渉しないように前記攪拌槽１０内で相互に逆方向に回転可能に取り付けられている。

この攪拌槽１０の側壁１５より攪拌槽１０外に突出された各攪拌軸２１，２２の一端には、プーリとプーリベルト、スプロケットとチェーン、歯車機構等の動力伝達手段を介してモータ４０の出力軸が連結されており、図示の実施形態にあっては前述の脚部１１によって持ち上げられている攪拌槽１０の底部１２の下方に各攪拌軸２１，２２をそれぞれ回転させる２個のモータ４０を設け、このモータ４０の回転により各攪拌軸２１，２２を回転させている。

この攪拌軸２１，２２の回転は、好ましくは図３に示すように図中左側の攪拌軸２１を反時計回りに、図中右側の攪拌軸２２を時計回りに回転し、それぞれの攪拌軸２１，２２に取り付けられた攪拌羽根３０が、２本の攪拌軸２１，２２間を通過する際にいずれも上向きの移動方向となるように相互に反対方向に回転されている。

攪拌槽１０の底部１２は、図３に示すように各攪拌軸２１，２２に設けられた攪拌羽根３０が描く回転軌跡に対して僅かに大径を成す円弧状を成し、攪拌羽根３０の先端が攪拌槽１０の底部１２と接触しないように構成されていると共に、攪拌羽根３０による攪拌が、攪拌槽１０の底部１２における汚泥に対して確実に作用する形状としている。

２本の攪拌軸２１，２２を備えた本発明の汚泥処理装置１にあっては、攪拌槽１０の底部１２は、断面において図３に示すように各攪拌軸２１，２２の軸芯を中心とした２つの円弧が連続した形状を成し、この２つの円弧の接点を頂点とする略三角形の突出部１８が前記攪拌軸２１，２２と平行方向に連続して形成されている。

そして、前記攪拌軸２１，２２の長さ方向の略中心位置２３に対応する攪拌槽１０の底部中央位置において、前記突出部１８の傾斜面に排出口１９を形成し、この排出口１９を介して団粒化された汚泥を攪拌槽１０の底部１２より排出可能としている。

この排出口１９は、好ましくは図３に示すように前記突出部１８の頂部を残して前記突出部１８の両傾斜面に形成し、前述の突出部１８の頂部付近を攪拌槽１０の長さ方向に連続して残しておくことで、攪拌槽１０の底部１２に排出口１９を形成することによっても攪拌槽１０の強度が損なわれないようにしている。

そして、このように排出口１９が形成された攪拌槽１０の底面には、この排出口１９を開閉する蓋体１７が設けられ、この蓋体１７によって排出口１９を閉じることにより、汚泥等を漏らすことなく収容可能な攪拌槽１０と成ると共に、この蓋体１７により排出口１９を開くと、前記攪拌槽１０内の団粒化された汚泥が排出可能となっている。

本実施形態にあっては、この蓋体１７による排出口１９の開閉を行うためのシリンダ７を設け、このシリンダ７に対する作動流体の導入、排出を行うことにより、自動でこの排出口１９の開閉を行うことができるよう構成している。

この攪拌槽１０の上部に形成された前述の吸水材の投入口１４は、前述のように圧縮・凝集された塊状の古紙破砕片を投入するためのものであるが、攪拌槽１０内においてこの古紙破砕片をより短時間で分散することができるよう、この古紙破砕片の塊を予め適度な大きさに破砕して投入可能に構成しても良く、この投入口１４上に、塊状の古紙破砕片を破砕するための破砕手段５等を設けても良い（図１参照）。

前述の攪拌軸２１，２２に設けられた攪拌羽根３０は、各攪拌軸２１，２２の外周に取り付けられて攪拌軸２１，２２と共に回転し、汚泥内に投入された凝集状態の古紙破砕片を個々の破砕片に切断、分解し、又は比較的大きな古紙破砕片をさらに細かく切断乃至破砕する衝撃力乃至は切断力を生じると共に、汚泥を攪拌軸２１，２２の軸線長さ方向と、攪拌羽根３０の回転軌跡の中心側に向かって移動させ、かつ、汚泥が流動状から粘土状、団粒状に変化した後においても攪拌の際の抵抗が少ない形状に形成されている。

図４に示す実施形態にあっては、このような作用を有する攪拌羽根３０を得るために、その幅方向Ｗ１，Ｗ２における両端を、回転方向Ｒの前後方向に向けた板状体により各攪拌羽根３０を形成している。

この各攪拌羽根３０は、前述のような板状体、本実施形態にあっては金属板により形成されており、攪拌軸２１，２２上に取り付けられて該攪拌軸２１，２２の外周方向に向かう長さ方向を有する本体部３１と、この本体部３１より攪拌軸２１，２２の軸線方向に突出された突出部３２を備えており、図示の実施形態にあってはこの突出部３２を本体部の先端に設けた全体として略Ｌ字状に形成している。

図示の実施形態において、この本体部３１の一端側には、攪拌軸２１，２２に取り付けられたブラケット等にこの攪拌羽根３０を固定するためのボルト孔等を形成して、幅方向を攪拌羽根３０の回転方向と一致させた基端部３１１を設けると共に、この基端部３１１と前記突出部３２間を連結する、攪拌羽根３０の回転方向に対して傾斜した幅方向を有する中間部３１２を形成している。

前記突出部３２の幅方向Ｗ２は、この突出部３２の回転軌跡が描く円周Ｃに対して交叉する向きを成すと共に〔図４（Ｂ），図５参照〕、この突出部３２の回転方向前方における一端３２ａを他端３２ｂよりも外周に位置させることにより攪拌羽根３０の回転時、この突出部３２により前記円周Ｃの内側に汚泥を移動させることができるように構成すると共に、前述の中間部３１２から基端部３１１にかけての攪拌羽根３０の一部（図示の例では中間部３１２）において、その幅方向Ｗ１を前記攪拌羽根３０の回転方向Ｒに対して角度を持つように形成し〔図４（Ｃ）参照〕、この部分によって攪拌軸２１，２２の長さ方向に汚泥を移動させることができるように構成されている。

図示の実施形態にあっては、単一の金属板を３箇所において曲折することにより、前記基端部３１１、中間部３１２及び突出部３２を備えた攪拌羽根３０を形成しており、基端部３１１と中間部３１２との境界位置において前記基端部３１１に対して中間部３１２の一端を傾斜角α（図示の例にあっては約２５°）で曲折させる第１曲折部３３と、攪拌羽根３０の幅方向Ｗ１の横断線に対して傾斜角β（図示の例にあっては約４５°）を有する第２曲折部３４と、中間部３１２と突出部３２の境界を成し、中間部３１２に対して直交方向に曲折した第３曲折部３５を設け、第２曲折部３４と第３曲折部３５間における中間部３１２の幅方向Ｗ１が、回転方向Ｒに対して鋭角で交叉するように形成している〔図４（ｃ）参照〕。

なお、図示の実施形態にあっては、各攪拌羽根３０を一枚の金属板により形成し、これを曲折することにより前述の形状としているが、例えば本体部３１（基端部３１１，中間部３１２）を成す金属板に、突出部３２を成す金属板を溶着、その他の方法により固着して取り付けても良く、また、前述の第１、第２曲折部３３，３４は、直線的に金属板を曲折して形成する場合に限定されず、これを曲線的に折り曲げるものであっても良く、また、基端部３１１から中間部３１２に至る本体部３１の全体に捻れを持たせた形状とすることにより、又は、本体部３１を全体的に平坦形状に形成しつつその幅方向Ｗ１を攪拌軸２１，２２の軸線方向に対して傾斜して取り付けることにより、さらには、中間部３１ｂや突出部を幅方向に湾曲させることにより汚泥の移動を可能としても良く、汚泥を攪拌軸２１，２２の軸線長さ方向と、回転軌跡の中心側とに移動させることができる形状であれば、その形状は図示の例に限定されない。

また、図５に示す実施形態にあっては、攪拌羽根３０の長さ方向の中心線Ｌの延長上から攪拌軸２１，２２の中心からずれるように配置しているが、各攪拌羽根３０の長さ方向の中心線Ｌの延長上に攪拌軸２１，２２の中心が位置するように配置しても良く、その取り付け方法は図示の例に限定されない。

この各攪拌羽根３０は、回転方向前方端３１ａ，３２ａを、回転方向後方端３１ｂ，３２ｂに対して肉薄に形成することが好ましく、その全体をテーパー状に形成しても良く、又は、図６（Ａ）、図６（Ｂ）に示すように回転方向前方端３１ａ，３２ａ側においてその肉厚を減じるテーパー状に形成しても良く、本実施形態にあっては、６mmの金属板の回転方向前方端３１ａ，３２ａの肉厚を２mm厚に減じる形状としている。

このように、攪拌羽根３０を回転方向前方端３１ａ，３２ａに向かって肉薄となるテーパー状に形成することにより、凝集状態にある古紙破砕片と衝突した際に、これを好適に分解乃至は切断することができると共に、水分の吸収により粘土状等の粘性の高い状態に変質した汚泥中にこの攪拌羽根３０が入り込み易く、攪拌の際の抵抗を減じることができる。

このテーパー形状を、図６（Ｂ）に示すように回転方向前方端３１ａ，３２ａにおける角部の一方を除去することにより形成する場合には、このテーパの形成を攪拌羽根３０の本体部３１に対して行う場合には、攪拌軸２１，２２の長さ方向中央２３側の角部を斜めに切削・除去することにより形成し、突出部３２に形成する場合には、攪拌軸２１，２２寄りの角部を斜めに切削・除去する等してこれを形成する。

このように、攪拌羽根３０のテーパ形状を、回転方向前方端３１ａ，３２ａにおける一方の角部のみを除去することにより設ける場合には、両方の角部を切削等してテーパ形状とする場合に比較してその作業が容易であると共に、図６（Ｂ）中の矢印方向前方側の角部のみを除去して傾斜状に形成することにより、この傾斜によっても汚泥を前記矢印方向に移動させる作用を生じさせることができる。

このように構成された各攪拌羽根３０は、攪拌軸２１，２２の長さ方向の所定間隔毎に、攪拌軸２１，２２の円周方向に等角度ずつずれるように取り付け、一例として図７に示すように攪拌軸２１，２２の外周に螺旋状に取り付ける。なお、図７（Ａ）において各攪拌羽根３０に附した符号Ａ〜Ｆは、図７（Ｂ）において各攪拌羽根３０に附した符号Ａ〜Ｆに対応する。

また、この攪拌羽根３０は、図１，図２及び図７に示すように各攪拌軸２１，２２の長さ方向の中央２３を境に、該攪拌軸２１，２２の一端２１ａ，２２ａ側に設けられた攪拌羽根３０と、他端２１ｂ，２２ｂ側に設けられた攪拌羽根３０とを対称の形状に形成し、いずれの攪拌羽根３０においてもその中間部３１２の幅方向Ｗ１が、回転方向前方端３１ａに対して後方端３１ｂが攪拌軸２１，２２の軸線長さ方向中央２３側となるよう構成することで、それぞれの攪拌羽根３０の中間部３１２により生じる汚泥の移動方向が、全て攪拌軸２１，２２の長さ方向中央２３側に向かうように構成されている。

以上のように構成された本発明の汚泥処理装置１は、例えばこれをその他の必要な機器等と共に共通のフレーム６０上に載置した構成としても良く、図示の実施形態にあっては、同一のフレーム６０上に電力の供給源たる発電機７０、前記汚泥処理装置１において汚泥と共に攪拌される薬液を攪拌槽１０内に導入する、薬液槽８０、配管、ポンプ等から成る薬剤投入手段、該汚泥処理装置１の各部の動作を制御するための制御盤９０等の必要な装備を載置して、全体で可搬式の汚泥処理装置１を構成している。

前述のように、本発明の汚泥処理装置１を可搬式とする場合には、汚泥処理装置１を構成する前述の攪拌槽１０及びその内部に配置された攪拌軸２１，２２、攪拌羽根３０、モータ４０、発電機、制御盤、薬剤投入手段等の機器を載置する前述のフレーム６０は、例えばトラック等の荷台乃至はこの荷台のフレームであっても良く、または、トレーラ等を前述のフレーム６０としても良い。

このように本発明の汚泥処理装置１を可搬式とすることにより、工事現場等の高含水汚泥が発生する現場において、発生した汚泥をその場で処理することができ、中間処理施設等に汚泥を搬送等する場合に比較してこれを低コストで処理することが可能となる。

以上説明した、本発明の汚泥処理装置１を使用した汚泥処理の一例を説明すると、前述のように形成された汚泥処理装置１の攪拌槽１０内に、土木建築工事等により生じた汚泥を注入し、制御盤９０の操作により攪拌羽根３０を備えた攪拌軸２１，２２を回転させて汚泥の攪拌を開始すると共に、この攪拌されている汚泥中に、吸水材である前述の古紙破砕片を投入する。

前述のように、吸水材の投入口１４に凝集した塊状の古紙破砕片を、個々の小片乃至は適当なサイズの塊に分解する破砕手段５として破砕機が設けられている場合には、この破砕機を介して所定サイズの塊に分解された古紙破砕片等を投入し、又は、このような破砕機が設けられていない場合には、塊のまま、又は人手により適当なサイズの塊に分解した後、この古紙破砕片等の吸水材を投入しても良い。

投入された吸水材は、塊の状態で汚泥内に投入された場合であっても前述の形状に形成された攪拌羽根３０との衝突により個々の破砕片に切断乃至は分解され、また、この破砕片が帯状である等、比較的大きなものである場合には、この攪拌羽根３０との衝突により適当な長さに切断され、汚泥中に分散される。

汚泥は、攪拌羽根３０の突出部３２により、その回転軌跡の内周側への移動と、攪拌羽根３０の本体部３１（図示の例では中間部３１２）による攪拌軸２１，２２の軸線方向への移動により攪拌されているため、前述のように各破砕片に分解された古紙破砕片は、この汚泥の移動によって汚泥中に拡散される。

このようにして、吸水材を添加することにより、汚泥中の水分は吸水材によって吸収されて、流動状であった汚泥は次第に粘性を帯びて粘土状となる。このように汚泥が粘土状となり粘性を帯びると、汚泥中で回転する攪拌羽根３０にかかる抵抗が増し、攪拌羽根３０の回転を抑制する力が生じるが、前述のように、回転方向を幅方向とした板状の攪拌羽根３０は、このような粘土状に変化した汚泥中に良好に侵入し、また、突出部３２及び中間部３１２によって、この粘土状の汚泥を移動させて攪拌する。

このようにして、汚泥の水分を吸水材に吸収させた後、更に攪拌を継続しつつ、吸着剤や架橋剤等の薬剤を添加する。

これらの薬剤は、これを攪拌槽１０の上部に設けられた投入口等から人手により散布しても良く、また、液体の状態で提供される場合には、これを前述の薬液槽８０に予め充填しておき、制御盤９０の操作により該薬液槽８０と攪拌槽１０間を連通する配管中に設けられたポンプを駆動する等して、これを攪拌槽１０内に導入可能に構成しても良い。

薬液の導入は、ホース等により攪拌槽１０内の所定箇所（例えば１箇所）より導入することもできるが、汚泥中に万遍なく拡散しやすいよう、攪拌槽１０内の上部にノズル等を設けておき、このノズルを介して攪拌槽１０内に広範に散布するように構成しても良い。

このようにして薬剤を添加することにより、攪拌槽内の汚泥を構成する砂や土、投入された吸水材である古紙破砕片が、一辺乃至は直径が５〜１０mm程度に固化すると共に団粒化する。

そして、固化、団粒化が完了すると、攪拌槽１０の底部中央に設けられた排出口１９を開放し、この排出口１９より固化、団粒化した汚泥を攪拌槽１０外に排出する。

排出口１９を開放した状態において、さらに攪拌軸２１，２２を回転させ攪拌羽根３０による攪拌を継続すると、この固化、団粒化された汚泥は、攪拌羽根３０の中間部３１２の作用により攪拌軸２１，２２の長さ方向に移動される。

この攪拌羽根３０は、前述のように各攪拌軸２１，２２の長さ方向の中心位置２３を境にその両端側に向かって対称の形状を成す攪拌羽根３０が取り付けられており、この攪拌羽根３０により団粒化された汚泥はいずれも攪拌槽１０内をその中央側に移動することから、このように攪拌軸２１，２２の回転を継続することにより、固化・団粒化された攪拌槽１０内の汚泥は、いずれも攪拌槽１０の中央側、従って排出口１９に向かって搬送され、排出口１９より落下して、攪拌槽１０外に排出される。

特に、攪拌軸２１，２２を図２に示す方向に相互に逆方向に回転する場合には、各攪拌軸２１，２２に取り付けられた攪拌羽根３０は、いずれもその回転軌跡の下方における半周期を移動する際、攪拌槽１０の底部にある汚泥を突出部１８の傾斜面に向かって掻き出すように移動することから、この突出部の傾斜面に設けられた排出口１９に対して汚泥を好適に導入することができ、攪拌槽１０内に残った汚泥の量が減少した状態においてもこれを効率的に機外に排出することが可能である。

このように、攪拌羽根３０によって固化、団粒化した攪拌槽１０内の汚泥が攪拌槽１０内の中央部に搬送されることから、攪拌槽１０に設ける排出口１９は、これを比較的小さなものとした場合であっても排出を良好に行うことができる。その結果、比較的大きな排出口１９を設ける場合に必要となる攪拌槽１０の補強等が不要となり、装置構成を簡略化することができる。

また、攪拌槽１０の底部中央に排出口１９を設けることにより、攪拌槽１０内の汚泥を、最大で攪拌軸２１，２２の長さの１／２の距離を移動させるだけで排出口１９に到達させることができることから、その排出を比較的短時間で行うことが可能である。

排出口１９より排出された汚泥は、前述のように固化、団粒化されているために、その取り扱いが容易であり、これを排出口１９の下方に一端を配置されたベルトコンベア等（図示せず）によって搬出することができ、このベルトコンベアの他端を、本発明の汚泥処理装置１に隣接して停車したトラックの荷台上に配置しておけば、トラック等に対する積載を極めて簡単に行うことができる。

そして、このようにして排出された団粒化処理後の汚泥は、前述のように廃棄処理され、又は、植物の植生基盤材や埋め戻し材、盛土材、セメント混合材等として再生利用される。

次に、以上のように構成された本発明の汚泥処理装置を使用して汚泥処理を行った結果につき説明する。

容量３m^３の攪拌槽内に、水田より採取した泥に水を混合・調整して含水率が約３００％の汚泥を製造し、この汚泥約２．５m^３を処理対象とした。

使用した汚泥処理装置の各攪拌軸に設けられた攪拌羽根は、それぞれ１２枚で、攪拌軸の長さ方向の中心部を境に、対称形状を成す攪拌羽根をそれぞれ両端側に向けて等間隔、等角度ずらせて螺旋状に取り付けた。

前記２本の攪拌軸を、それぞれ回転数３０min^−１で相互に逆方向に回転させて攪拌し、この攪拌中に、吸水材として、１０mm角程度の古紙破砕片（凝集状）：１２５kg、薬剤としてポリアクリル系ポリマー（粉状）：３kg、及び塩素系ポリ無機塩（液状）：適量を順次投入した。攪拌時間は合計約２０分である。

前記処理により、処理開始時においては流動状態であった泥水は、古紙破砕片の投入により粘性を増して粘土状となり、また、薬剤の投入により固化・団粒化されたが、いずれの状態においても本発明の汚泥処理装置によれば、攪拌軸の回転等が停止することなくこれを好適に攪拌することができた。

また、回収された団粒化された汚泥中には、比較的細かく破砕された古紙小片が汚泥を構成する土砂中に埋設状態で団粒化されていると共に、団粒後の各粒体相互の質のばらつきも少なく、従って投入された古紙破砕片の塊が攪拌羽根によって好適に分解され、また、比較的大きな小片は更に細かい小片に破砕されていると共に、攪拌槽内全体が好適に攪拌されて、各成分が均一に分散していることが確認できた。

さらに、団粒化後の排出に際しても、攪拌槽内に僅かに汚泥が残ったものの、攪拌槽の底部中央にのみ形成された排出口より団粒化された汚泥を略全量排出することができた。

以上説明した本発明の泥水処理装置は、汚泥の生じる各種土木作業、例えばシールド工法、杭打ち作業、地中連続壁基礎の形成、地質改良等により発生した高含水汚泥の処理に使用することができる他、河川や湖沼、ダム等において回収された、底部に溜まった土砂やヘドロ等の汚泥、その他、高含水汚泥の処理において使用することができ、土木建築現場、廃棄物処理施設、河川、湖沼等の管理事業等の各種の分野において利用可能である。

特に、この汚泥処理装置を可搬式とする場合には、汚泥の回収後、この回収された汚泥を例えば中間乾燥処理施設まで搬送することなく、汚泥の回収された現場において直ちに処理することができるため、その利用可能性は大きい。

汚泥処理装置の全体構造を示す正面図。 図１における攪拌槽部分の拡大図。 図２のIII−III線概略断面図。 攪拌羽根を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は右側面図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ線断面図 攪拌軸に対する攪拌羽根の取り付け状態を示す図。 攪拌羽根の回転方向突出部形状の形成例を示す概略図であり、（Ａ）は両刃、（Ｂ）は片刃構造。 攪拌軸の取り付け例を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は左側面図。

符号の説明

１ 汚泥処理装置
５ 破砕手段
７ シリンダ
１０ 攪拌槽
１１ 脚部
１２ 底部
１３ 注入口（汚泥の）
１４ 投入口（吸水材の）
１５，１６ 側壁
１７ 蓋体
１８ 突出部
１９ 排出口
２１，２２ 攪拌軸
２３ 中央部（攪拌軸の長さ方向中央部）
２７ 軸受
３０ 攪拌羽根
３１ 本体部
３１ａ 回転方向前方の端部（本体部の）
３１ｂ 回転方向後方の端部（本体部の）
３１１ 基端部
３１２ 中間部
３２ 突出部
３２ａ 回転方向前方の端部（突出部の）
３２ｂ 回転方向前方の端部（突出部の）
３３ 第１曲折部
３４ 第２曲折部
３５ 第３曲折部
４０ モータ
６０ フレーム
７０ 発電機
８０ 薬液槽
９０ 制御盤

Claims (6)

1. 高含水汚泥に吸水材と薬剤とを投入して攪拌し、前記高含水汚泥を固化、団粒化する汚泥処理に使用され、
   前記高含水汚泥、吸水材及び薬剤が投入される、底部中央に排出口が設けられた攪拌槽と、
   前記攪拌槽内に回転可能に配置された二本の攪拌軸と、
   前記二本の攪拌軸のそれぞれに相互に干渉しないよう取り付けられた攪拌羽根とを備え、
   前記攪拌羽根が、その幅方向の両端を回転方向の前後側に向けた板状を成すと共に、前記攪拌軸の外周方向に向かう長さ方向を有する本体部と、前記本体部より前記攪拌軸の長さ方向に突出する突出部から成り、
   前記攪拌羽根の本体部の少なくとも一部分における回転方向両端を、前記回転方向前方端に対して前記回転方向後方端が前記攪拌軸の長さ方向の中央寄りとなるように形成すると共に、前記突出部の少なくとも一部分における回転方向両端を、前記回転方向前方端部に対して前記回転方向後方端が、前記攪拌軸の軸芯寄りとなるように形成したことを特徴とする汚泥処理装置。
2. 前記二本の攪拌軸に設けられた攪拌羽根のいずれもが、前記二本の攪拌軸間を通過するとき上向きの移動方向となるように、前記攪拌軸が相互に逆方向に回転することを特徴とする請求項１記載の汚泥処理装置。
3. 前記攪拌羽根の肉厚を、回転方向前方側に向かって薄くなるテーパ形状としたことを特徴とする請求項１又は２記載の汚泥処理装置。
4. 前記攪拌羽根の本体部における前記テーパ形状を、回転方向前方側の端部における前記攪拌軸の長さ方向中央側の角部を除去することにより形成したことを特徴とする請求項３記載の汚泥処理装置。
5. 前記攪拌羽根の突出部における前記テーパ形状を、回転方向前方側の端部における前記攪拌軸寄りの角部を除去することにより形成したことを特徴とする請求項３又は４記載の汚泥処理装置。
6. 前記攪拌槽をフレーム上に載置すると共に、該フレーム上に該攪拌槽内に配置された前記攪拌軸を回転する駆動手段、前記薬剤を前記攪拌槽内に投入する薬剤投入手段、発電機及び各部の動作を制御する制御盤を載置して、可搬式に構成した請求項１〜５いずれか１項記載の汚泥処理装置。
   
   

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