JP2005319392A

JP2005319392A - 廃棄セメントミルクの処理方法及び処理装置

Info

Publication number: JP2005319392A
Application number: JP2004139303A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Yoshida; 豊吉田; Hisayuki Iwasaki; 久幸岩崎; Kenji Morishita; 賢治森下; Yoshiyuki Kobayashi; 由幸小林; Takashi Sugimoto; 隆志杉本
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 2004-05-10
Filing date: 2004-05-10
Publication date: 2005-11-17
Anticipated expiration: 2024-05-10
Also published as: JP4761180B2

Abstract

【課題】各種土木工事から発生する廃棄セメントミルクの減容化と取扱い時の作業性向上とを図る
【解決手段】本発明に係る廃棄セメントの処理装置２０は、貯留槽２２と、該貯留槽内で凝集した処理セメントミルクを引き抜くポンプ２５と、該ポンプに接続された供給管２９と、該供給管の吐出口２７の下方に設置された土嚢袋２６とを備える。貯留槽２２は、余剰セメントミルクが投入されるとともに凝集剤タンク１１内に収容された凝集剤が添加されるようになっている。ここで、貯留槽２２には、該貯留槽内に投入あるいは添加された余剰セメントミルク及び凝集剤を攪拌混合する攪拌機２３を配置してある。また、土嚢袋２６は複数で構成してあるとともに、各土嚢袋２６は、透水性架台３０の上に載置してあり、該透水性架台の下方には土嚢袋２６から浸出した水を受ける貯水槽２８を設置してある。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種土木工事から発生する廃棄セメントミルクの処理方法及び処理装置に関する。

トンネル等の地下工事やダム工事では、地盤若しくは岩盤の強度特性、変形性又は遮水性を改良するため、セメントミルクを用いてグラウチング工事を行う必要がある。

これら各種土木工事においては、構造物の種類や地盤等の性状に合ったグラウチング工事を選定することが重要である。

例えば、コンクリートダム工事における基礎処理では、基礎岩盤のひび割れの多い箇所で、岩盤変形性の改善、岩盤強度の増加等を目的として岩盤表面から多数鉛直方向に縦穴を掘りセメントミルクを注入するコンソリデーショングラウチングを行う。

また、基礎岩盤の浸透水を抑制し貯水池からの漏水及び揚圧力の軽減を目的として、所定の深さまで鉛直方向に縦穴を掘りセメントミルクを注入するカーテングラウチングを行う。

一方、フィルダム工事における基礎処理では、上述と同様の理由によりカーテングラウチングを行うとともに、基礎地盤表面部の止水を目的として地盤表面から多数鉛直方向に縦穴を掘りセメントミルクを注入するブランケットグラウチングを行う。

これら各種グラウチング工事を行う際に掘削する縦穴は、主としてボーリングによって行われるため、ダム工事の基礎処理にはボーリングによる掘削泥水が発生する。また、グラウチング工事では、廃棄セメントミルクやセメントミルクを混練するためのセメントミキサーを洗浄する際に生じる洗浄水等が発生する。

これら掘削泥水、廃棄セメントミルク、洗浄水等については、環境上問題がないように適宜処理してから廃棄しなければならないが、かかる廃棄水を処理するための従来の処理装置を図３に示す。

従来においてはまず図３に示すように、グラウチング工事で発生した廃棄水を第１の沈砂池２に入れて該廃棄水に含まれる土粒子分を自然沈降させ、次いで、自然沈降した第１のスラッジ３を第１の沈砂池２から引き抜いた後、該第１のスラッジにセメントを添加することにより、第１のスラッジ３を固化させて廃棄する。

次に、第１の沈砂池２の第１の上澄み分４を第１の沈砂池２から第２の沈砂池５にオーバーフローさせ、上述と同様に、第１の上澄み分４に含まれる土粒子分を自然沈降させ、次いで、自然沈降した第２のスラッジ６を第２の沈砂池５から引く抜いた後、該第２のスラッジにセメントを添加することにより、第２のスラッジ６を固化させて廃棄する。

次に、第２の沈砂池５の第２の上澄み分７を第２の沈砂池５から原水槽８にオーバーフローさせ、該原水槽内の上澄み分１５をポンプ９で吸い上げ、これをシックナ１６へ移すとともに、凝集剤タンク１１に収容された凝集剤を添加し攪拌することで上澄み分に含まれる微細粒子を凝集沈降させる。

次に、シックナ１６内で凝集沈降した第３のスラッジを一旦スラリー槽１２へ移し、次いで、該スラリー槽内の第３のスラッジ１８をフィルタープレス１３に入れて加圧脱水し、そのアンダー分である脱水ケーキ１４を廃棄処分していた。

一方、シックナ１６内のオーバー分である第３の上澄み分及びフィルタープレス１３で生じた濾水については、必要に応じてこれらをｐＨ調整した後、河川に放流していた。

特開平７−３２８７００

しかしながら、グラウチング工事で発生した廃棄水には上述したように、廃棄セメントミルクが含まれており、かかる廃棄セメントミルク内のセメント成分は、以下のような問題を引き起こす。

すなわち、廃棄セメントミルクを含む廃棄水は、土粒子を主体とする粗粒分がスラッジとして除去されながら、第１の沈砂池２，第２の沈砂池５及び原水槽８を経てシックナ１６に流入されるとともに、その凝集沈降分であるスラッジ１８がフィルタープレス１３に供給されるが、かかるプロセスにおいて、廃棄水に含まれているセメント成分がシックナ１６の内面やフィルタープレス１３の濾布に固着する。

そのため、シックナ１６やフィルタープレス１３に固着したセメント成分を除去する保守作業を余儀なくされるという問題を生じていた。

また、第１の沈砂池２及び第２の沈砂池５において自然沈降した第１のスラッジ３及び第２のスラッジ６は含水比が高い。そのため、第１のスラッジ及び第２のスラッジを廃棄処分するにあたっては、運搬等の取扱い上、これらのスラッジにセメントを添加して固化させる必要があるが、スラッジが大量に発生することとも相まって、大量のセメントが必要になるという問題や、セメント添加によって廃棄物量がさらに増加するという問題も生じていた。

本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、各種土木工事から発生する廃棄セメントミルクの減容化と取扱い時の作業性向上とを図ることが可能な処理方法及び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、本発明に係る廃棄セメントミルクの処理方法は請求項１に記載したように、余剰セメントミルクを主成分とする廃棄セメントミルクに所定の凝集剤を添加して攪拌し、該凝集剤によって前記廃棄セメントミルク内のセメント成分を凝集させて処理セメントミルクとし、しかる後、前記処理セメントミルクを透水性収容体に収容して所定期間静置したものである。

また、本発明に係る廃棄セメントミルクの処理装置は請求項２に記載したように、ダムのグラウチング工事において発生する廃棄水のうち、余剰セメントミルクを主成分とする廃棄セメントミルクが投入されるとともに凝集剤が添加されるように構成された貯留槽と、前記凝集剤によって前記廃棄セメントミルク内のセメント成分が凝集してなる前記貯留槽内の処理セメントミルクが収容される透水性収容体とで構成したものである。

本発明に係る廃棄セメントミルクの処理装置は、各種土木工事、例えば、ダムのグラウチング工事において発生する廃棄水のうち、廃棄セメントミルクのみが投入されるとともに凝集剤が添加されるように構成された貯留槽と、前記凝集剤によって前記廃棄セメントミルク内のセメント成分が凝集してなる貯留槽内の処理セメントミルクが収容される透水性収容体とからなる。

かかる処理装置を用いて廃棄セメントミルクを処理するには、まず、各種土木工事、例えばダムのグラウチング工事において発生する廃棄水のうち、廃棄セメントミルクのみを取り出して貯留槽に投入するとともに、該貯留槽に所定の凝集剤を添加して攪拌混合する。

廃棄セメントミルクだけを取り出す方法は任意であるが、例えば、ボーリングで発生した掘削泥水を移送する配管系統と、廃棄セメントミルクを移送する配管系統を分ければよい。

次に、かかる凝集剤によって廃棄セメントミルク内のセメント成分をフロック状に凝集させて処理セメントミルクとする。すなわち、セメント成分が微細な大きさで浮遊していた当初の廃棄セメントミルクは、フロックとして成長したセメント成分の凝集分と水とからなる処理セメントミルクとなる。

さらに、かかる処理セメントミルクを透水性収容体に収容して所定期間静置する。

このようにすると、処理セメントミルクのうち、水分については透水性収容体を透過して外部に浸出し、フロック化したセメント凝集分については透水性収容体を透過することなく該透水性収容体内にとどまる。

ここで、セメントの固化に寄与する水分についてはセメント粒子と水和反応を起こすことで固体物である水和物の一部となる。したがって、透水性収容体内の含水比が大幅に低下するとともに、固形物のみが収容されることとなり、かくして透水性収容体の運搬、移動などの作業性が格段に向上する。

一方、ダムのグラウチング工事で発生する廃棄水のうち、廃棄セメントミルク以外の廃棄水、例えば、セメント成分を含まないボーリング等による掘削泥水等は、従来の技術を用いて廃棄処理する。

ここで、廃棄セメントミルク以外の廃棄水にはセメント成分が含まれていないため、シックナの内面やフィルタープレスの濾布にセメント成分が固着することがなくなり、かくしてシックナやフィルタープレスといった濁水処理設備のメンテナンスに要する時間を大幅に削減することが可能となる。

なお、透水性収容体から浸出した処理セメントミルク中の水分は必要に応じてｐＨ調整した後、河川に放流する。

上述した各発明において、透水性収容体は、処理セメントミルク中のセメント成分の凝集分、いわばフロックとして成長したセメント塊が透水性収容体の外に流出することがないよう該透水性収容体を構成する。例えば、該透水性収容体を土嚢袋で構成する場合には、該土嚢袋の網目の大きさを上述したセメント塊よりも小さくすればよい。

廃棄セメントミルクとは、セメント成分を含む全ての水溶液を意味し、セメント濃度には依存しないものとする。具体的には、グラウチング工事に使用するセメントミルクの余り分である余剰セメントミルクや、セメントミルクを混練するためのセメントミキサーを洗浄する際に生じる洗浄水等が廃棄セメントミルクに流出する。

ここで、廃棄セメントミルクは、余剰セメントミルクのみからなるものでも構わないし、例えば、セメントミキサーの洗浄水が混在してもよい。

以下、本発明に係る廃棄セメントミルクの処理方法及び処理装置の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。

（第１実施形態）

図１は、本実施形態に係る廃棄セメントミルクの処理装置の概略図、図２は本実施形態に係る廃棄セメントミルクの処理方法の手順を示したフローチャートである。

図１でわかるように、本実施形態に係る廃棄セメントの処理装置２０は、貯留槽２２と、該貯留槽内で処理された処理セメントミルクを引き抜くポンプ２５と、該ポンプに接続された供給管２９と、該供給管の吐出口２７の下方に設置された透水性収容体としての土嚢袋２６とを備える。

貯留槽２２は、ダムのグラウチング工事において発生する廃棄水のうち、セメントミルクを混練する混練ミキサー（図示せず）に残留している廃棄セメントミルクとしての余剰セメントミルクが投入されるとともに、凝集剤タンク１１内に収容された凝集剤が添加されるようになっている。

ここで、貯留槽２２には、該貯留槽内に投入あるいは添加された余剰セメントミルク及び凝集剤を攪拌混合する攪拌機２３を配置してあり、凝集剤を余剰セメントミルクに均等に分散させることができるようになっている。

また、図１でわかるように土嚢袋２６は複数で構成してあるとともに、各土嚢袋２６は、パンチングメタル等で構成した透水性架台３０の上に載置してあり、該透水性架台の下方には土嚢袋２６から浸出した水を受ける貯水槽２８を設置してある。

土嚢袋２６は、セメント成分の凝集分、いわばフロックとして成長したセメント塊が土嚢袋２６の外に流出することがないよう該土嚢袋を構成する。つまり、該土嚢袋の網目の大きさを上述したセメント塊よりも小さくすればよい。

図２でわかるように、本実施形態に係る廃棄セメントミルクの処理方法においては、まず、余剰セメントミルクを図１の貯留槽２２に投入するとともに、凝集剤タンク１１に収容された凝集剤を余剰セメントミルクに添加して攪拌する（ステップ１０１）。

凝集剤はポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）のみでもよいし、該ポリ塩化アルミニウムと高分子凝集剤とを併用してもよい。

次に、凝集剤によって余剰セメントミルク内のセメント成分をフロック状に凝集させて処理セメントミルク２４とする（ステップ１０２）。

ここで、凝集剤と余剰セメントミルクとを攪拌機２３によって攪拌混合することにより、セメント成分が微細な大きさで浮遊していた当初の余剰セメントミルクは、フロックとして成長したセメント成分の凝集分と水とからなる処理セメントミルク２４となる。

次に、貯留槽２２内の処理セメントミルク２４をポンプ２５、供給管２９を介して土嚢袋２６に収容し、例えば６〜８時間程度静置する（ステップ１０３）。すなわち、貯留槽２２内でセメント成分が凝集したをポンプ２５によって引き抜き、該ポンプに接続された供給管２９の吐出口２７の下方に設置された土嚢袋２６に処理セメントミルク２４を収容する。

このようにすると、フロック化したセメント凝集分については土嚢袋２６を透過することなく該土嚢袋内にとどまるとともに、土嚢袋２６内の水分と水和反応を生じて固化する。一方、土嚢袋２６に残留した水分については土嚢袋２６を透過して外部に浸出し、透水性架台３０を介して貯水槽２８に落下する。

次に、土嚢袋２６から浸出し貯水槽２８に貯水された水分を、必要に応じてｐＨ調整した後、河川に放流する。

一方、ダムのグラウチング工事で発生する廃棄水のうち、余剰セメントミルク以外の廃棄水、例えば、セメント成分を含まないボーリング等による掘削泥水等は、従来の技術を用いて廃棄処理する。

以上説明したように、本実施形態に係る廃棄セメントミルクの処理装置及び方法によれば、余剰セメントミルクに凝集剤を添加することによって余剰セメントミルク内のセメント成分を凝集させ、これを処理セメントミルク２４として土嚢袋２６に収容し、所定期間静置するようにしたので、処理セメントミルク２４内のフロック化したセメント凝集分のみが土嚢袋２６内に留まるとともに、該凝集分が水和反応で固化する。

したがって、土嚢袋２６内の含水比が大幅に低下するとともに固形物のみが収容されることとなり、かくして土嚢袋２６の運搬、移動などの作業性が格段に向上する。

また、本実施形態に係る廃棄セメントミルクの処理方法によれば、ダムのグラウチング工事で発生する廃棄水から余剰セメントミルク以外の廃棄水、例えば、セメント成分を含まないボーリング等による掘削泥水等を分離し、これを従来の技術を用いて廃棄処理するようにしたので、上述の廃棄水にはセメント成分が含まれないこととなり、シックナの内面やフィルタープレスの濾布にセメント成分が固着することがなくなる。したがって、シックナやフィルタープレスといった濁水処理設備のメンテナンスに要する時間を３分の１以下に削減することが可能となる。

本実施形態では、廃棄セメントミルクを余剰セメントミルクからなるものとして説明したが、廃棄セメントミルクは、余剰セメントミルクの他、例えば、セメントミルクを混練するためのセメントミキサーを洗浄する際に生じる洗浄水等を含んでもよい。

また、本実施形態では、廃棄セメントミルクの処理装置及び処理方法をダムのグラウチング工事の際に生じる廃棄セメントミルクに適用したが、本発明に係る廃棄セメントミルクの処理装置及び処理方法は、かかる用途に限定されるものではなく、トンネル等の地下工事など、各種土木工事のグラウチング工事の際に生じる廃棄セメントミルクにも適用することができるのは言うまでもない。

また、本実施形態では、土嚢袋から流出する水については、場合によっては透水性架台３０を省略し、地盤内に地下浸透させるようにしてもかまわない。

また、本実施形態では、土嚢袋２６内に残留する凝集分を固化させるものとしたが、本発明は、必ずしも固化される場合だけに限定されるものではなく、セメント濃度等の関係で全体が固化しない場合も含む。かかる場合であっても土嚢袋２６内の水分が流出することによって処理セメントミルクの含水比を１００％程度以下に脱水することができるとともに、２分の１以下に減容化することができる。

第１実施形態に係る廃棄セメントミルクの処理装置を示す概略図。第１実施形態に係る廃棄セメントミルクの処理方法の手順を示すフローチャート。従来技術による廃棄水の処理装置を示す概略図。

符号の説明

２０廃棄セメントミルクの処理装置
２２貯留槽
２４処理セメントミルク
２６土嚢袋（透水性収容体）

Claims

余剰セメントミルクを主成分とする廃棄セメントミルクに所定の凝集剤を添加して攪拌し、該凝集剤によって前記廃棄セメントミルク内のセメント成分を凝集させて処理セメントミルクとし、しかる後、前記処理セメントミルクを透水性収容体に収容して所定期間静置することを特徴とする廃棄セメントミルクの処理方法。
ダムのグラウチング工事において発生する廃棄水のうち、余剰セメントミルクを主成分とする廃棄セメントミルクが投入されるとともに凝集剤が添加されるように構成された貯留槽と、前記凝集剤によって前記廃棄セメントミルク内のセメント成分が凝集してなる前記貯留槽内の処理セメントミルクが収容される透水性収容体とで構成したことを特徴とする廃棄セメントミルクの処理装置。