JP2007167789A - 泥土の取出し方法およびその取出し装置 - Google Patents

Abstract

【課題】泥水から泥土を分離して取り出し、しかも低い含水率まで効率よく脱水して、泥土を固形化した状態にする泥土取出し方法、及びその取出し装置を提供すること。
【解決手段】泥水中に浸漬した濾過パネルの内部を負圧に形成し、その負圧によって濾過パネルの内部に水分を導入させるとともに泥水から濾過した泥土を濾過パネルの表面に付着させ、そして濾過パネルを泥水から引き上げることにより泥土を泥水から取り出し、更に泥水から濾過パネルを引き上げた後、所定時間濾過パネル内部の負圧を継続して形成させ、更にその後濾過パネルの表面を外方に移動させて濾過パネルの表面から泥土を落下させることとした。
これにより、泥水中から泥土を取り出し、空気中で更に吸引を継続させることにより、含水率の低い泥土を泥水から簡易に取り出すことができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、泥水から効率よく泥土を分離し、取り出し、更に脱水することができる泥土の取出し方法、及びその取出し装置に関する。

泥水を清浄化させるため泥水から泥土を除去したり、浚渫した泥を軽量化させるために泥水を脱水する脱水方法が各種知られている。

泥水の脱水方法としては、例えば泥水を袋状の濾過材に収納し、プレス装置等で泥水を圧縮して泥水から水分を除去する圧縮方法を用いた方法、ドラムの周囲に濾過材を巻き付け、ドラムの下半部を泥水に漬けた状態でドラムを回転させ、空気中に露出した部分で泥水の乾燥を行わせ、乾燥した泥土をドラム表面から剥離する方法、汚泥を収納した貯留槽の内部に吸引管を配置し、吸引管から汚泥中の水分をろ過吸引して汚泥を脱水し、そして脱水した汚泥を容器の底に落下させて容器外に運び出したり、あるいは、貯留槽内の汚泥を抜き去り、吸引管に付着した汚泥を取り出すようにした脱水方法がある。

また汚泥を脱水した後吸引管に空気を送り込み、脱水後の固形化した汚泥を吸引管から剥離させ、脱水後の汚泥を簡易に脱水装置から排出させる脱水装置の発明が知られている。

特開２０００−３２５９９８号公報

しかしながら、プレス装置で泥水を脱水するには大きな動力を必要とし、また、河川や沼の近辺に大型のプレス装置を運ぶことや、そこに大きな動力を確保することは困難であつた。

ドラム式では、処理能力を高めるためにはドラムの表面積を広げる必要があるが、ドラムの直径が大きくなって、装置が非常に大型化してしまうという問題があった。また現場にドラムを運んで作業することはできず、泥水を脱水装置まで搬送する必要があった。

吸引管を用いた脱水方法の場合は、付着した泥土などを貯留槽の底に落として取り出す場合は、泥土の含水率を低くできず、一方貯留槽から泥水を抜き取る場合は、泥水を抜き取る手間が非常にかかっていた。

パネルの外表面に剥離材を重ね、泥土をパネルに付着させた後パネルに空気を吹き入れ、剥離材を外側に広げて泥土をパネルから剥離させた場合、パネルの上下端では、パネルと剥離材がついた状態であることから、泥土が付着したまま落下しにくいことがあった。

本発明は、泥水から泥土を分離して取り出し、しかも低い含水率まで効率よく脱水して、簡易に泥土を固形化した状態にする泥土取出し方法、及びその取出し装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を解決するため次のように泥土取り出し方法とその取出し装置を構成した。

１、泥水中に浸漬した濾過パネルの内部を負圧に形成し、その負圧によって濾過パネルの内部に水分を導入させるとともに泥水から濾過した泥土を濾過パネルの表面に付着させ、そして濾過パネルを泥水から引き上げることにより泥土を泥水から取り出すこととした。

濾過パネルは、泥土がパネル表面に付着して、水分の吸引量と泥土の付着量がある程度まで低減したとき、適宜泥水から引き上げる。

泥土は、泥水から引き上げた後直ちに濾過パネルから除去しても、あるいは空気中で更に吸引を続け、泥土に含まれる水分を吸引し、また泥土内部に空気を通過させて、所定の含水率まで低減させてから除去してもよい。

２、泥水中に微細気泡を形成させることとした。微細気泡とは、マイクロバブルとも呼ばれ、直径が数μｍ程度の気泡である。かかる微細気泡は、泥水中において浮上せず、泥水内部に長く滞留する性質を有している。微細気泡を有する泥水は、比重が小さく吸引し易くなり、また泥土内に混在した気泡により通路が形成され、泥土の付着量が増大しても、泥土の通水性が極端に低下しない。

３、超音波振動を濾過パネル、または泥水を収納した収納容器に付与することとした。超音波の振動方向は、濾過パネルに対して平行な方向でも、また垂直な方向でも、更には斜め方向であってもよい。付与する振動の大きさ、振幅などは、吸水している状態で、濾過パネルの表面に泥土が膜状に付着しない程度とする。

濾過パネル、または泥水を収納した収納容器に超音波振動を付与することにより、濾過パネルに吸引された泥土が表面に付着せず、泥水中に戻されるので、濾過パネルに目詰まりが発生せず、低い水分含有量になるまで泥水から吸水できる。超音波振動の付与は所定時間経過後停止させ、その後濾過パネル内の負圧により泥土を効率よく濾過パネルの表面に付着させることができる。

４、泥水から濾過パネルを引き上げた後、所定時間濾過パネル内部に負圧を継続して形成し、その後濾過パネル内に空気を送り、その空気によって濾過パネルの表面を外方に移動させて濾過パネルの表面から泥土を落下させることとした。負圧を継続させることにより、泥水の水分を吸引し、また空気を泥土内に通して乾燥を行わせることができる。

濾過パネルの表面を外方に移動させる手段としては、濾過パネルの表面に布状の剥離材を設け、内部に送気した空気圧で剥離材の内部を膨張させるなどして行う。

５、泥水から泥土を濾過する濾過構造を表面に具え、濾過構造の内側に通路を有する濾過パネルと、濾過パネルの通路に接続し、通路内に負圧を作用させて泥水に浸漬させた濾過パネルの表面に泥土を付着させる吸引装置と、濾過パネルを泥水中から引上げる駆動装置とから泥土取出し装置を構成した。

濾過構造としては、濾過パネルのパネル本体に微細な孔を設けても、濾過性能を具えた濾過材を表面に設けてもよい。濾過パネルは、板状が好ましく、例えば複数の濾過パネルを並行に設置する。尚、濾過パネルは平面状に限るものでなく、更に濾過パネルを筒体状に形成してもよい。

吸引装置は水分と空気をともに吸引できる装置であり、水分のみ、あるいは空気のみでも吸引できる。また、配管の接続や作動を変え、吸引装置を用いて濾過パネルに空気を圧送可能としてもよい。

駆動装置は、濾過パネルを泥水内に浸漬したり、泥水から引き上げて所定の位置に濾過パネルを移動させる機能を有している。駆動装置としては例えば、クレーンやフォークリフトのような装置である。

６、濾過パネルの通路を上下方向に沿って形成し、濾過パネルの下端に吸引装置を接続させた。濾過パネルを空気中に引き上げると、濾過パネルの下部に水が溜まる。濾過パネルの下端に吸引装置を接続させることにより、下部にある水分を完全に吸引し、濾過パネルの外に排出させることができる。

７、濾過パネルは、パネル本体の表面に、通路内に送気すると内部を膨張させる剥離材を具え、かつ剥離材の縁には、送気時に膨張しパネル本体の表面から剥離材を離間させる離間部材を設けて構成した。

離間部材は、例えば膨らませると筒体状に形成される布製の部材である。尚離間部材としては、布製に限らず、不織布、高分子材などで形成してもよい。

剥離材は、通気性の少ない布製部材等からなり、内部に送気すると膨張して、濾過パネルの表面に付着した泥土をパネル本体から引き離して落下させる。剥離材は、泥水から泥土を濾過する濾過材と兼用してもよい。尚剥離材としては、布製に限らず、不織布、高分子材などで形成してもよい。また、剥離材の表面に泥土が付着して送気により内部が膨張すれば、剥離材を通気性を具えた部材で形成してもよい。

濾過パネルの内部への送気は、圧送装置に接続を切り替えて行っても、あるいは吸引装置を逆転させて行ってもよい。

８、濾過パネルの上方に通路内へ送気する圧送装置を接続させ、濾過パネルの下方に通路内を負圧に形成する吸引装置を接続させ、圧送装置と吸引装置を共に作動させて剥離材の内部を膨張させることとした。

９ 泥水の温度を上昇させ、加温された状態の泥水から吸水を行うこととした。泥水の温度を上昇させる方法としては、廃熱などを利用することが考えられる。

本発明にかかる泥土の取出し方法によれば、泥水内に投入した濾過パネルの内部を吸引装置等で負圧に形成すると、濾過パネルを通して水分が吸引され、同時に濾過された泥土が濾過パネルの表面に付着される。そして、濾過パネルを泥水から引き上げ、内部の負圧状態を継続して保持させることにより、泥土の水分を吸引し、また泥土内に空気が通ることにより、濾過パネルの表面に付着された泥土を乾燥させることができる。また、濾過パネルを泥水内から引き上げて吸引することにより、泥土の外表面に大気圧が作用し、泥土を圧搾する効果も得られる。

乾燥した泥土は、内側から空気を吹き込むことなどにより濾過パネルから容易に落下させることができる。

また沼などから直接泥土を取り除くことができる。濾過パネルを複数枚平行に設け、一時に多量の泥土を取り除くことができる。

濾過パネルの内部を空気中で吸引するため、泥土をより乾燥させることができる。空気中にて乾燥させている間も、濾過パネルの内部に空気を吸引しているため泥土などからの臭いの放散を防止できる。

濾過パネルの下部に吸引装置を接続した場合は、濾過パネル内に水分を残存させることなく、泥水を効率よく吸引できる。

剥離材が濾過パネルの上下端においてパネル本体の表面から大きく離れるので、濾過パネルから泥土が確実に落下し、残ることがない。

微細気泡を泥水内に形成したことにより、濾過パネルに付着した泥土に間隙が形成され、通水性が良好になる。したがって、吸水性が良好になり、しかも泥土の付着量が増大される。

超音波振動を濾過パネル、あるいは泥水を収納した収納容器に付与することにより、泥土が表面に付着しないことから、濾過パネルの目詰まりの発生を低減できる。泥水から水分を容易に吸引でき、泥水の含水率を非常に低下できる。その後超音波振動を停止させて吸引することにより、効率よく泥土を濾過パネルに付着させることができる。

また超音波振動が付与されることにより、泥水内に微細気泡を発生させることができる。更に、キャビテーションの発生により泥水中により大きな圧力変動が生じ、高い吸水効率が得られる。

濾過パネルの上端に圧送装置を接続し、下端に吸引装置を接続し、吸引装置からの吸引を継続させながら圧送装置から送気して、剥離材の内部を膨張させることとしたので、たとえ濾過パネルの下部に水分が残っても吸引されるので、濾過した水が逆流することがなく、また残った水分が濾過パネルへの送気で外方に噴出することがない。

泥水の温度を上昇させることとしたので、泥水の流動性が高まり、作業性が向上し、高い吸水効率が得られる。また、空気中で水分が蒸発することにより、泥土をより乾燥させることができる。

本発明にかかる泥土の取出し方法及びその取出し装置について説明する。

取出し装置２は、図８に示す脱水装置４と、脱水装置４を移動させる駆動装置（図示せず。）と、泥水を収納する収納容器６から構成してある。

脱水装置４は、図１に示すように濾過パネル８と、濾過パネル８を保持する枠体１０からなり、３基の濾過パネル８が枠体１０に平行に固定してある。

濾過パネル８は、図２に示すようにパネル本体１２と、剥離材１４と、上空気室１６と、下空気室１８と、離間部材２０と、上パイプ２２と、下パイプ２４などから構成してある。

パネル本体１２は、内部にパネル本体１２の上下方向に延びる通路（図示せず。）が設けてあり、更に、表裏両面には通路に連通した孔（図示せず。）が多数形成してある。

剥離材１４は布材で、水分は通すが、所定の大きさの泥土は通さない濾過機能を有し、更に内側に空気を注入すると内部が膨張するように適度な通気遮断性を具えている。剥離材１４は、少なくとも孔が形成されている箇所のパネル本体１２を覆った状態で、周囲がパネル本体１２の表面に付着してある。

上空気室１６と下空気室１８はそれぞれ、両端部を閉塞させた金属製などの円管からなり、側面に形成された開口部からパネル本体１２の端部が気密に差し入れられ、パネル本体１２に形成された通路とそれぞれの内部が連通している。また図７に示すように下空気室１８（上空気室１６も同様である。）には、通水性を持たない発泡樹脂材などからなるシール材９が巻き付けてあり、固定金具１１を濾過パネル８の両側に取り付け、ボルト１３で固定してある。これにより、下空気室１８と濾過パネル８との間で若干ずれが生じたり、剥離材１４の内部が膨張しても下空気室１８と濾過パネル８との間の気密を確実に保持することができる。

また上空気室１６は上パイプ２２とプラグを介して接続し、下空気室１８は下パイプ２４に同様にプラグを介して接続している。特に下空気室１８には、下空気室１８の下面にプラグを設けて、下パイプ２４に接続している。

また、下空気室１８は、泥土を落下させ易いように、上部にテーパーを設けたり、断面を楕円形、涙型、三角形などの形状に形成してもよい。

離間部材２０は、袋状に形成された布製の部材で、パネル本体１２と剥離材１４の間に設けてあり、内部に空気を注入すると筒体状に膨らむようになっている。離間部材２０は、剥離材１４がパネル本体１２に取り付けられている箇所に設けてあれば、特に取り付け箇所は問わない。

枠体１０は、例えばアルミ製の直方体の枠組みであり、上部に吊り下げ用のワイヤ３０が取り付けてある。

枠体１０の上面には、濾過パネル８の上空気室１６が固定してあり、枠体１０の下部には、下空気室１８が固定してある。上空気室１６等は、溶接により固定してもよいが、脱着可能な留め具（図示せず。）で枠体１０に固定してもよい。また、図では、３基の濾過パネル８を枠体１０に固定したが、固定する数はこれに限るものではない。

駆動装置は、脱水装置４をワイヤ３０を介して収納容器６から引き上げる引き上げ機能と、脱水装置４を収納容器６の直上から水平方向に移動させる搬送機能とを具えていればよく、クレーンの他フォークリフトのような自走可能な搬送装置でもよい。

次に、取出し装置２の作用について説明する。

収納容器６に泥水を収納する。図３に示すように駆動装置で吊り下げた脱水装置４を収納容器６に収納し、泥水に浸漬させる。浸漬した状態を図４に示す。下パイプ２４を吸引装置（図示せず。）に接続させて吸引する。このとき上パイプ２２は閉塞しておく。すると、剥離材１４を通って水分が濾過パネル８の内部に吸引され、下パイプ２４を通って外部に排出され、一方剥離材１４を通らない泥土が剥離材１４で濾過され濾過パネル８の表面に徐々に付着する。

脱水装置４から排出される水の量が所定量まで減少すると、泥土が表面に付着して通水性が低下したと判断して、図５に示すように脱水装置４を駆動装置で引き上げる。脱水装置４の濾過パネル８には、泥土３２が図５に示すように付着している。

引き上げた脱水装置４はそのまま吊り下げた状態で、あるいは地上に置いた状態で、継続して吸引装置によって吸引を行わせる。すると、泥土３２に含まれる水分が下パイプ２４を通して吸引される。そして、泥土の含水率が更に低下すると泥土を通して空気が吸引され、通過する空気によって泥土が空気乾燥される。濾過パネル８内にある水分は、下パイプ２４から吸引しているので、濾過パネル８の下部に残ることなくすべて吸引されて濾過パネル８の外部に排出される。

泥土３２が所定の含水率まで乾燥したなら、上パイプ２２を大気に開放し、濾過パネル８内などに残る水分を下パイプ２４から吸引する。次に、上パイプ２２から空気を圧送する。上パイプ２２からは、下パイプ２４から吸引している量を超える量の空気を送り、図６に示すように剥離材１４の内部を膨張させる。同時に離間部材２０に空気を送り、膨張させる。すると、剥離材１４は図２に示すようにパネル本体１２から大きく離れ、濾過パネル８の表面に付着していた泥土３２は剥離して落下する。尚、上パイプ２２から空気を圧送する前に、下パイプ２４からの吸引作業を停止させてもよい。

濾過パネルから落下した泥土は、含水率が低く、容易に搬送することができ、またこれを利用したり、他のものに加工することが容易な状態となっている。

取出し装置の他の例について説明する。

収納容器６内に収納された泥水に微細気泡を形成する。微細気泡は、直径数μｍ程度の気泡であり、泥水全体に形成する。微細気泡を有する泥水を上述したと同様の手法で脱水装置４で脱水すると、泥水の間に微細気泡を有しているので、泥土が濾過パネル８の表面に付着しても通水性が確保でき、濃度が高くなるまで吸水でき、また泥土３２を濾過パネル８の表面に厚く付着させることができる。

更に、他の例について説明する。

超音波振動子（図示せず。）を濾過パネル８に取り付け、吸引中に濾過パネル８を超音波振動させる。超音波振動子は、パネル本体１４などに直接取り付けても、他の箇所に取り付けてもよい。また、振動方向は特に問わない。

超音波振動により、濾過パネル８の表面に泥土が付着せず、水分を連続して吸引することができる。したがって、高い濃度まで泥水を脱水でき、そして振動子の振動を停止すると、泥水の含水率が低くなっているので、効率よく濾過パネル８に泥土を付着させることができる。

また超音波振動を付与したことにより、泥水内に微細気泡を発生させることができる。更に、キャビテーションが発生することにより泥水中により大きな圧力変動を生じさせることができ、高い吸水効率が得られる。

また、廃熱などを利用して泥水の温度を上昇させた場合には、泥水の流動性が高まり、作業性が向上し、高い吸水効率が得られる。また、空気中で水分が蒸発することにより、泥土をより乾燥させることができる。

尚、上記例では収納容器６に収納した泥水を脱水する脱水装置４について説明したが、本発明は、沼や河川などに脱水装置４を直接投入し、現場で泥土の取出し、脱水を行ってもよい。

また本発明では泥水を脱水するものに限らず、他の流動性含水物、例えば食品、工業製品などの脱水に用いることが可能である。

本発明にかかる脱水装置の一実施形態を示す平面図である。 濾過パネルを示す部分断面図である。 取出し装置を示す図である。 取出し装置を示す図である。 取出し装置を示す図である。 取出し装置を示す図である。 下空気室を示す図である。 脱水装置を示す斜視図である。

符号の説明

２ 取出し装置
４ 脱水装置
６ 収納容器
８ 濾過パネル
９ シール材
１０ 枠体
１１ 固定金具
１２ パネル本体
１３ ボルト
１４ 剥離材
１６ 上空気室
１８ 下空気室
２０ 離間部材
２２ 上パイプ
２４ 下パイプ
３０ ワイヤ
３２ 泥土

Claims (9)

1. 泥水中に浸漬した濾過パネルの内部に負圧を形成し、該濾過パネルの内部に前記泥水から泥土を濾過した水分を導入させ、かつ該泥水から濾過された泥土を該濾過パネルの表面に付着させ、該泥土が所定量付着した後前記濾過パネルを前記泥水から引き上げることとした泥土取出し方法。
2. 泥水に微細気泡を形成させた請求項１に記載の泥土取出し方法。
3. 濾過パネル、又は泥水を収納した収納容器に超音波振動を付与し、該濾過パネルの内部に負圧を形成してから所定時間泥土の付着を防止することとした請求項１または２に記載の泥土取出し方法。
4. 泥水から引き上げた濾過パネルの内部に負圧を継続して形成させ、その後前記濾過パネルに空気を送り、該空気により、該濾過パネルの表面に設けられた部材を外方に移動させて該濾過パネルから泥土を除去することとした請求項１〜３のいずれか１項に記載の泥土取出し方法。
5. 泥水を加熱し、該泥水の温度を上昇させることとした請求項１〜４のいずれか１項に記載の泥土取出し方法。
6. 泥水から泥土を濾過する濾過構造を表面に具え、該濾過構造の内側に通路を有する濾過パネルと、
   前記濾過パネルの通路に接続し、該通路内に負圧を作用させて泥水中の前記濾過パネルの表面に泥土を付着させる吸引装置と、
   前記濾過パネルを泥水中から引上げる駆動装置とからなる泥土取出し装置。
7. 通路を濾過パネルの上下方向に沿って設け、該濾過パネルの下部に吸引装置を接続させた請求項６に記載の泥土取出し装置。
8. 濾過パネルは、パネル本体と、該パネル本体の表面に、通路から送られた空気で内部を膨張させる剥離材からなり、該剥離材の縁には、内部に送気すると膨張し前記パネル本体の表面から該剥離材を離間させる離間部材を設けた請求項６または７に記載の泥土取出し装置。
9. 濾過パネルの上方に通路内へ送気する圧送装置を接続させ、該濾過パネルの下方に通路内を負圧に形成する吸引装置を接続させ、前記圧送装置と前記吸引装置を共に作動させて剥離材内部を膨張させることとした請求項８に記載の泥土取出し装置。

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