JP2011255261A - 建設汚泥の処理方法及び建設汚泥からの再生砂 - Google Patents

Abstract

【課題】建設汚泥から細粒分を多く含むソイルセメント製造に適した砂と細粒分を清水で洗浄した良質な埋め戻し砂を再生するための建設汚泥の処理方法及び建設汚泥からの再生砂を提供することを目的とする。
【解決手段】建設汚泥１を解泥した解泥水４から所定サイズの礫を除去した後、礫を除去した解泥水６を液体サイクロン７によって粒径７４μｍ程度を分級点として分級することによって、砂分がシルトや粘土からなる細粒分を抱持して濃縮された濃縮解泥水８とし、該濃縮解泥水８を固液分離することによって細粒分を多く含む細粒再生砂１１と水分１２とし、該細粒分を多く含む細粒再生砂１１を洗浄水２２で洗浄することにより細粒分を除去し、その後に固液分離することによって、細粒分を除去した洗浄再生砂２６と水分２７を得る建設汚泥の処理方法、及び該処理方法で得られた再生砂を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種の建設工事や土木工事から大量に発生する建設汚泥の有効利用と建設汚泥の減容化を図るとともに、建設汚泥から細粒分を多く含むソイルセメント製造に適した砂と、細粒分を清水で洗浄した良質な埋め戻し砂を再生するための建設汚泥の処理方法及び建設汚泥からの再生砂に関するものである。

建設汚泥とは、各種の建設工事や土木工事にかかる掘削工事から生じる泥状の掘削物及び泥水のうち、「廃棄物処理及び清掃に関する法律」（以下、廃棄物処理法という）に規定する産業廃棄物として取り扱われるものをいう。泥状の状態は標準仕様ダンプトラックに山積みできず、その上を人が歩けないような流動性を呈する状態をいう。この泥状の状態を土の強度を示す指標でいえば、コーン指数がおおむね２００ＫＮ／ｍ^２以下、又は一軸圧縮強さが概ね５０ＫＮ／ｍ^２以下である。なお、掘削物を標準仕様ダンプトラックに山積みできるものであっても、運搬中に流動性を呈するものは建設汚泥に該当する。

建設汚泥を廃棄処理をする場合には廃棄物処理法に従って処分をすることが義務づけられており、その処分には多大な廃棄処理費用が必要となるばかりでなく、近年これらの産業廃棄物を処分する最終処分場の受入能力が限界に近づいている。そのため、建設汚泥の減容化とともに、建設汚泥から再利用可能な有効資源を回収し、再生することが強く求められている。また、最終的には建設汚泥を環境に負荷を与えないように処理することが求められている。

従来、これらの建設汚泥を処理する手段としては、図２に示すように、先ず建設汚泥３１を所定量の水３２とともにドラムウォッシャー等の解泥装置３３に供給して解泥し、解泥水３４を得る。この解泥水３４には礫も含まれているため、トロンメル等の礫除去装置３５を使用して粒径５ｍｍ程度以上の礫を除去し、礫を含まない解泥水３６を得る。この礫を含まない解泥水３６を沈殿槽３７に供給して砂分３８を沈殿させる。そして、沈殿させた砂分３８を沈殿掻揚装置３９を使用して沈殿槽３７の底部から掻き揚げて振動スクリーン４０に供給して、再生砂４１と水分４２とに固液を分離し、再生資源としての再生砂４１を得ている。この再生砂４１をソイルセメントを製造するための原料砂や埋戻用砂として再利用している。

一方、砂分３８を掻き揚げて除去した後の沈殿槽３７に残った泥水４３は、廃水槽４４に供給して貯留し、廃水槽４４から凝集反応槽４５に供給し、凝集剤４６を添加して土粒子を凝集させるようにして、第２沈殿槽４７に供給して土粒子を凝集沈殿させる。そして、凝集してフロックを形成した土粒子を沈殿フロック槽４８に貯留し、フィルタープレス４９によって、脱水ケーキ５０と水分５１とに固液分離している。

脱水ケーキ５０は固化剤を加えて土質改良機等で撹拌し、改良土としてリサイクルして、有効利用している。一方、第２沈殿槽４７の上澄水５２は解泥装置３３に供給する水３２として再利用している。また、最終的に得られた水分５１や水分４２は再び廃水槽４４に供給することにより、循環処理をしている。

特許文献１によれば、上記した手段で建設汚泥から砂利及び砂類を選別・除去し、その際に用いた洗浄水と微粒子汚泥の混合液を沈澱させて生じるスラリーを噴霧乾燥させて団粒状物とし、これを焼成してセラミック化する建設汚泥の処理方法が提供されている。

また、特許文献２によれば、建設汚泥にセメント系安定材を混入して加圧した後、５〜１００ｍｍ程度の大きさに造粒し、それを盛土、人工地盤、管渠の埋戻し材、サンドドレーン工法のドレーン材またはマット材などに有効利用する方法が開示されている。

特開平１０−１５６３９２号 特開平０４−４９３１５号

建設汚泥は水分を含んでおり、又建設汚泥から有効資源としての砂を再生するためにドラムウオッシャー等を使用して、水を添加して建設汚泥を解泥しているため、図２や特許文献１に示す従来の建設汚泥の処理手段によって分級された砂は、その処理過程においてシルトや粘土分の細粒分をそのまま含んでいる。この細粒分は粒径７４μｍ以下のシルト分や粒径５μｍ以下の粘土分であるため、砂を分級した後に水で洗浄しただけでは、細粒分を充分に除去することができない。

そのため、建設汚泥から再生した砂は、砂の一般的用途である埋め戻し砂としては細粒分が多すぎて適しておらず、使用できないものも多い。また、細粒分を含んでいることから、ソイルセメントの材料として使用しようとすると、今度はソイルセメントの原料砂としては細粒分の量が少なすぎて適しておらず、使用できないものも多い。よって、上記した従来の手段で建設汚泥から再生した砂は、埋め戻し砂としては細粒分が多すぎ、一方ソイルセメントの原料砂としては、細粒分が少なすぎるという中途半端な性質の砂であり、その有効利用を図ることが困難である。そのため、その経済的評価も低い。

一方、特許文献１に示す手段は、砂を除去した後の泥水の用途に関する提案であり、分級した砂は前記した欠点をそのまま有する砂に他ならない。また、特許文献２に示す手段は、産業廃棄物である建設汚泥を廃棄せずにそのまま有効利用できるものであるが、造粒の工程において、セメント類の混入の他、加圧、脱水処理、その解砕、分級、さらに改良土の表面処理や破砕粉の処理が必要であり、そのための処理設備と費用を必要とするものであって、建設汚泥からの有効利用可能な性質の砂の再生に関するものではない。

そこで、本発明は建設汚泥の減容化とともに、建設汚泥から有効利用可能な性質の砂、具体的には建設汚泥から細粒分を多く含むソイルセメント製造に適した砂と細粒分を清水で洗浄した良質な埋め戻し砂を再生するための建設汚泥の処理方法及び建設汚泥からの再生砂を提供することを目的としている。

本発明はその目的を達成するために、建設汚泥を解泥した解泥水から所定サイズの礫を除去した後、礫を除去した解泥水を液体サイクロンによって粒径７４μｍ程度を分級点として分級することによって、砂分がシルトや粘土からなる細粒分を抱持して濃縮された濃縮解泥水と、砂分が除去された分級解泥水とし、該濃縮解泥水を固液分離することによって、細粒分を多く含む細粒再生砂と水分を得る建設汚泥の処理方法を基本として提供する。そして、砂分が除去された分級解泥水に凝集剤を添加して凝集沈殿させることにより、上澄水と沈殿フロックを得て、該上澄水を使用して建設汚泥を解泥する。

また、建設汚泥を解泥した解泥水から所定サイズの礫を除去した後、礫を除去した解泥水を液体サイクロンによって粒径７４μｍ程度を分級点として分級することによって、砂分がシルトや粘土からなる細粒分を抱持して濃縮された濃縮解泥水とし、該濃縮解泥水を固液分離することによって細粒分を多く含む細粒再生砂と水分とし、該細粒分を多く含む細粒再生砂を洗浄水で洗浄することにより細粒分を除去し、その後に固液分離することによって、細粒分を除去した洗浄再生砂と水分を得る建設汚泥の処理方法を提供し、砂分が除去された分級解泥水に凝集剤を添加して凝集沈殿させることにより、上澄水と沈殿フロックを得て、該上澄水を洗浄水として使用する。

更に、砂分が除去された分級解泥水を廃水槽に貯留し、該廃水槽から凝集反応槽に供給して、該凝集反応槽に凝集剤を添加した後に、沈殿槽に供給し、上澄水と沈殿フロックを得る手段、沈殿フロックを脱水することにより、脱水ケーキと水分を得る手段、得られた水分を廃水層に供給する手段、固液分離された水分を廃水層に供給する手段を提供する。

そして、上記した建設汚泥の処理方法で得られた細粒分を多く含む細粒再生砂と、該細粒分を多く含む細粒再生砂であって、ソイルセメント製造用砂として使用される再生砂を提供する。また、上記した建設汚泥の処理方法で得られた細粒分を除去した洗浄再生砂と、該細粒分を除去した洗浄再生砂であって、埋戻用砂として使用される再生砂を提供する。

上記構成の本発明によれば、建設汚泥を解泥し、礫を除去した解泥水を液体サイクロンを使用して分級することにより、砂分がシルトや粘土からなる細粒分を抱持して濃縮された濃縮解泥水を得ることができ、この濃縮解泥水を固液分離することによって、ソイルセメントの原料砂として適した細粒分を多く含む細粒再生砂を得ることができる。また、上記した細粒分を多く含む細粒再生砂は細粒分を砂がフロック状に抱持しているため、これを洗浄水で洗浄することによって砂による細粒分の抱持を解放することができるため、細粒分を容易に除去することができる。よって、細粒分を多く含む砂を洗浄水で洗浄することによって細粒分を除去した埋戻用砂に適した洗浄再生砂を得ることができる。これによって、建設汚泥を大幅に減容化できるとともに、有効利用を図ることができる。

本発明にかかる建設汚泥の処理方法を概略的に示すシステム図。 従来の建設汚泥の処理方法を概略的に示すシステム図。

以下図面に基づいて本発明にかかる建設汚泥の処理方法及び建設汚泥からの再生砂の実施形態を説明する。本発明は各種の建設工事や土木工事、例えば場所打ち杭，地中連続壁，シールド工法，推進工法等の各種掘削工事において大量に発生する建設汚泥全般を対象としており、その種類や発生原因には限定はない。本発明は、これらの建設汚泥から細粒分を多く含むソイルセメント製造に適した砂と細粒分を清水で洗浄した良質な埋め戻し砂を再生することにより、建設汚泥の減容化と有効利用を図って、産業廃棄物として環境に負荷を与えないようにリサイクルするためのものである。

図１は、本発明にかかる建設汚泥の処理方法を概略的に示すシステム図である。先ず、建設汚泥１をバックホウやベルトフィーダを使用してドラムウォッシャー等の解泥装置３に供給するとともに、所定量の水２を解泥装置３に供給し、建設汚泥１と水を混合してステップＡに示す解泥工程を行って、解泥水４を得る。この解泥水４には礫も含まれているため、トロンメル等の礫除去装置５を使用して、ステップＢに示す粒径５ｍｍ程度以上の礫を除去する礫除去工程を行い、礫を含まない解泥水６を得る。

この礫を含まない解泥水６を液体サイクロン７に供給して、粒径７４μｍ程度を分級点として分級することによってステップＣに示す濃縮工程を行う。そして、液体サイクロン７からのアンダーフロー水として、粒径７４μｍ程度以上の砂分が濃縮された濃縮解泥水８と、液体サイクロン７からのオーバーフロー水として粒径７４μｍ程度以上の砂分が除去された分級解泥水９を得る。この液体サイクロン７による濃縮工程において、粒径７４μｍ程度以上の砂分は濃縮時に粒径７４μｍ以下のシルト分や粒径５μｍ以下の粘土分からなる細粒分を抱持するようにして濃縮される。このことが液体サイクロン７を使用して濃縮を行う本願発明の特徴である。

次に、この濃縮解泥水８を振動スクリーン１０を使用してステップＤに示す固液分離工程を行うことにより、シルトや粘土からなる細粒分を抱持させて細粒分を多く含む細粒再生砂１１と水分１２を得る。この細粒再生砂１１はシルトや粘土からなる細粒分を多く含んでいるため、ソイルセメントの原料砂に適している。これはソイルセメントの管理基準にブリージング率があり、シルトや粘土からなる細粒分を持たない砂の場合はブリージング率が大きくなり、管理基準を超えるため、使用することができず、一方適度に細粒分を含んだ砂は強度も出やすく、セメント量も少なくて済むため、最適と指されている。よって、この細粒再生砂１１をソイルセメント再生砂として再利用或いは販売をする。

一方、液体サイクロン７からのオーバーフロー水である粒径７４μｍ程度以上の砂分が除去された分級解泥水９は、廃水槽１３に供給されて一旦貯留されてから、凝集反応槽１４に供給され、所定の凝集剤１５を添加して、微細な土粒子を凝集させてフロックを形成するように沈殿槽１６に供給されて、フロックを沈殿させる。そして、沈殿槽１６で沈殿させたフロックを沈殿フロック槽１７に供給し、フィルタープレス１８を使用してステップＥに示す脱水工程を行い、脱水ケーキ１９と水分２０を得る。この脱水ケーキ１９は従来と同様に固化剤を加えて土質改良機等で撹拌し、改良土としてリサイクルして、有効利用する。そして、水分２０は廃水槽１３に循環させて処理をする。なお、分級解泥水９はシルトや粘土からなる細粒分が砂分に抱持されて減少しているため、フィルタープレス１８への負担が少ない。

一方、沈殿槽１６で得られる上澄水２１は解泥装置３に供給する解泥用の水２として利用する。更に、この上澄水２１を洗浄水２２として洗浄槽２３に供給するとともに、洗浄槽２３に前記した濃縮解泥水８から固液分離した細粒再生砂１１を供給し、ステップＦに示す洗浄工程として洗浄水２２で細粒再生砂１１を洗浄し、細粒再生砂１１からシルトや粘土からなる細粒分を除去する。そして、洗浄後に洗浄槽２３からハイメッシュセパレータ等の沈殿掻揚装置２４を使用してステップＧに示す掻揚工程を行い、砂分を掻き揚げる。その後、掻き揚げた砂分を振動スクリーン２５を使用してステップＨに示す固液分離工程を行い、洗浄再生砂２６と水分２７を得る。なお、水分２７は廃水槽１３に循環させて処理をする。また、固液分離工程Ｄにおいて振動スクリーン１０によって分離された水分１２も同様に廃水槽１３に循環させて処理をする。更に、洗浄槽２３における洗浄後の水分も同様に廃水槽１３に循環させて処理することもできる。

このようにして得られた洗浄再生砂２６は、細粒再生砂１１からシルトや粘土からなる細粒分が洗浄されて除去されているため、良質な埋戻用砂となっている。埋戻用砂としては細粒分が含まれないほど品質評価は高くなり、高価格で販売することが可能である。よって、この洗浄再生砂２６を埋戻用砂として再利用或いは販売をする。

本発明にかかる建設汚泥の処理方法及び建設汚泥からの再生砂によれば、建設汚泥を解泥し、礫を除去した解泥水を液体サイクロンを使用して分級することにより、砂分がシルトや粘土からなる細粒分を抱持して濃縮された濃縮解泥水を得ることができ、この濃縮解泥水を固液分離することによって、ソイルセメントの原料砂として適した細粒分を多く含む細粒再生砂を得ることができる。また、上記した細粒分を多く含む細粒再生砂は細粒分を砂がフロック状に抱持しているため、これを洗浄水で洗浄することによって砂による細粒分の抱持を解放することができるため、細粒分を容易に除去することができる。よって、細粒分を多く含む砂を洗浄水で洗浄することによって細粒分を除去した埋戻用砂に適した洗浄再生砂を得ることができる。これによって、建設汚泥を大幅に減容化できるとともに、有効利用を図ることができる。

１…建設汚泥
２…水
３…解泥装置
４…解泥水
５…礫除去装置
６…礫を含まない解泥水
７…液体サイクロン
８…濃縮解泥水
９…分級解泥水
１０，２５…振動スクリーン
１１…細粒再生砂
１２，２０，２７…水分
１３…廃水槽
１４…凝集反応槽
１５…凝集剤
１６…沈殿槽
１７…沈殿フロック槽
１８…フィルタープレス
１９…脱水ケーキ
２１…上澄水
２２…洗浄水
２３…洗浄槽
２４…沈殿掻揚装置
２６…洗浄再生砂

Claims (12)

1. 建設汚泥を解泥した解泥水から所定サイズの礫を除去した後、礫を除去した解泥水を液体サイクロンによって粒径７４μｍ程度を分級点として分級することによって、砂分がシルトや粘土からなる細粒分を抱持して濃縮された濃縮解泥水と、砂分が除去された分級解泥水とし、該濃縮解泥水を固液分離することによって、細粒分を多く含む細粒再生砂と水分を得ることを特徴とする建設汚泥の処理方法。
2. 砂分が除去された分級解泥水に凝集剤を添加して凝集沈殿させることにより、上澄水と沈殿フロックを得て、該上澄水を使用して建設汚泥を解泥する請求項１記載の建設汚泥の処理方法。
3. 建設汚泥を解泥した解泥水から所定サイズの礫を除去した後、礫を除去した解泥水を液体サイクロンによって粒径７４μｍ程度を分級点として分級することによって、砂分がシルトや粘土からなる細粒分を抱持して濃縮された濃縮解泥水とし、該濃縮解泥水を固液分離することによって細粒分を多く含む細粒再生砂と水分とし、該細粒分を多く含む細粒再生砂を洗浄水で洗浄することにより細粒分を除去し、その後に固液分離することによって、細粒分を除去した洗浄再生砂と水分を得ることを特徴とする建設汚泥の処理方法。
4. 砂分が除去された分級解泥水に凝集剤を添加して凝集沈殿させることにより、上澄水と沈殿フロックを得て、該上澄水を洗浄水として使用する請求項３記載の建設汚泥の処理方法。
5. 砂分が除去された分級解泥水を廃水槽に貯留し、該廃水槽から凝集反応槽に供給して、該凝集反応槽に凝集剤を添加した後に、沈殿槽に供給し、上澄水と沈殿フロックを得る請求項２又は４記載の建設汚泥の処理方法。
6. 沈殿フロックを脱水することにより、脱水ケーキと水分を得る請求項２，４又は５記載の建設汚泥の処理方法。
7. 得られた水分を廃水層に供給する請求項６記載の建設汚泥の処理方法。
8. 固液分離された水分を廃水層に供給する請求項３記載の建設汚泥の処理方法。
9. 請求項１又は２記載の建設汚泥の処理方法で得られた細粒分を多く含む細粒再生砂からなることを特徴とする建設汚泥からの再生砂。
10. 請求項１又は２記載の建設汚泥の処理方法で得られた細粒分を多く含む細粒再生砂であって、ソイルセメント製造用砂として使用されることを特徴とする建設汚泥からの再生砂。
11. 請求項３又は４記載の建設汚泥の処理方法で得られた細粒分を除去した洗浄再生砂からなることを特徴とする建設汚泥からの再生砂。
12. 請求項３又は４記載の建設汚泥の処理方法で得られた細粒分を除去した洗浄再生砂であって、埋戻用砂として使用されることを特徴とする建設汚泥からの再生砂。

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