JP3199470B2 - 汚泥等の脱水方法及びその装置並びにその脱水板 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、建設工事において発
生する汚泥、杭基礎工法、地下連続壁工法、泥水シール
ド工法、その他地盤改良工法等による余剰泥水や廃棄泥
水などの汚泥等の水分を脱水し、含水比を低下させるた
めの脱水方法及びその装置並びにその脱水板に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、掘削によるシルトなどを含んだ
粘性土、浚渫による泥土、泥水シールド工法による掘削
泥土・泥水などの工事に伴う排出土は含水比が極めて高
く、このような汚泥等は産業廃棄物として扱われ、これ
を投棄するためには含水比を低下させて普通残土として
処理することが望ましい。

【０００３】従来の汚泥等の処理法としては、専らセメ
ント系、石灰系などの固化材を混合攪拌して固化する方
法が実施されているが、多量の汚泥等を処理するために
は固化材の材料費として多額の費用を要する。

【０００４】また、従来、地中に設けた排水ピット内に
汚泥等を入れ、その水分を破石や網状管などで構成した
底部濾過層に排水して吸水パイプにより汲み上げること
により、含水比を低下させて普通残土として処理する方
法も知られているが、この方法では自然重力排水である
ため、排水距離や時間が長く効率が悪いと共に、濾過層
に目詰りを生じ易く、その保守が容易でないなどの問題
があった。

【０００５】そこで出願人らは、先に脱水槽内に汚泥等
を入れて気密状に密閉すると共に、内部の汚泥等中に多
数のストレーナー管を貫入し、脱水槽に振動を与えて水
分を滲出させ、この水分をストレーナー管を介して真空
吸引することにより、外部に排出するようにした脱水装
置を開発し、既に特願昭６３−１７８３４２号として出
願した。

【０００６】しかしながら、ストレーナー管による真空
吸引の方法では汚泥等に接触して吸水する部分はストレ
ーナー管の外周部であるため、吸水範囲に限界があり、
吸水効率が悪いと共に、脱水槽内の汚泥等の中央部の脱
水効果は比較的よいが、周辺の脱水効果が不十分で、全
体として均一に脱水できないという問題があった。

【０００７】また、真空吸引のみでは内部が真空の平衡
状態になると脱水効率が低下するという問題があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、従来の固
化剤を用いる方法ではコスト高であるという課題、また
底部瀘過層を有する排水ピットでは排水効率が悪く、保
守管理も容易でないという課題、ストレーナー管による
真空吸引の方法では全体として均一に脱水できないとい
う課題を解決することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、所要間隙を
保持して相対する濾過板１０，１０’とその間隙周囲の
間隙保持枠１１，１１とによって囲まれる充填空間に予
めセメントを所定量添加した汚泥等Ｓを加圧充填し、こ
の加圧充填を継続しながら充填空間の外側から濾過板１
０，１０’を介して真空吸引することにより、汚泥等Ｓ
中の水分を脱水するようにした汚泥等の脱水方法を提案
するものである。

【００１０】またこの発明は、水平なガイドレール４に
スライド自在に支持した複数の脱水板５ａ，（５ｂ），
５ｃを互いに重ねて気密状に圧着し、隣接する脱水板５
ａ，（５ｂ），５ｃの相互の対接面に設けた濾過板１
０，１０’間には周囲の間隙保持枠１１，１１によって
囲まれた充填空間が設けられ、各脱水板５ａ，（５
ｂ），５ｃの濾過板１０，１０’はその背面を芯板９，
９’の周囲の縁枠１４及びその内側の段差凹面１５に設
けた突起１６により支持され、各脱水板５ａ，（５
ｂ），５ｃには充填空間に連通する汚泥等Ｓの注入孔１
２が、また濾過板１０，１０’と段差凹面１５の吸引空
間に連通する吸引孔１３が一連に設けられ、注入孔１２
は汚泥等Ｓを圧送する供給管に連通され、吸引孔１３は
真空吸引管に連通されてなる汚泥等の脱水装置を提案す
るものである。

【００１１】さらにこの発明は、表裏面の周縁部に縁枠
１４を設け、この縁枠１４の内側の段差凹面１５にこの
縁枠１４とほぼ同高さの突起１６を多数突設してなる芯
板９，９’と、芯板９，９’の縁枠１４に周囲を密接し
て取付けた濾過板１０，１０’と、芯板９，９’の周縁
に沿った枠体状に形成され、芯板９，９’の縁枠１４に
周囲を密接して取付けた間隙保持枠１１とからなり、縁
枠１４及び間隙保持枠１１にはこれらを一連に貫通する
注入孔１２を設け、段差凹面１５の下端部及び間隙保持
枠１１にはこれらを一連に貫通する吸引孔１３を設け、
間隙保持枠１１の注入孔１２の周辺にはこの注入孔１２
の内周縁から間隙保持枠１１の内周縁にかけて導入溝１
７を形成し、突起１６は芯板９，９’の段差凹面１５に
僅少間隔で直列状に多数連設し、この突起列を複数列互
いに交差方向に設けてなる汚泥等の脱水板を提案するも
のである。

【００１２】

【作用】充填空間内に加圧状態で充填された汚泥等Ｓ中
の水分は、汚泥等Ｓに対して互いに平行な広範囲な面と
して接している濾過板１０，１０’を介して充填空間外
部から真空吸引力を作用することにより、これと同時に
作用する内部からの充填圧力との相互作用により固形分
から水分が強力に分離されて脱水される。

【００１３】また、この脱水を行っている間絶えず汚泥
等Ｓの加圧充填を継続するため、脱水によって汚泥等Ｓ
が体積を減少してもその減少分の汚泥等Ｓが充填空間内
に確実に補給され、汚泥等Ｓが常に充填空間内に圧密状
に満たされて空洞を生ずることがない。

【００１４】その結果、加圧充填を持続しない場合に汚
泥等Ｓの体積減少による空洞化がもたらす吸引脱水効率
の低下を来さない。

【００１５】汚泥等には脱水に先立って所定量のセメン
トを添加することにより、土の微粒子を固結して粗粒化
し、脱水を容易化する。

【００１６】充填空間内に充填した汚泥等Ｓに充填圧力
を加えながら脱水板内を真空吸引することにより、各充
填空間内にある汚泥等Ｓに含んだ水は効率的に、しかも
全体として均一に吸引脱水される。

【００１７】この場合、加圧充填の圧力のみで脱水する
ことも考えられるが、この加圧脱水のみでは脱水にとも
なって固形分が硬くなるにつれて、加圧力が汚泥等の全
体に伝わり難くなるため、充分な脱水ができないことに
なり、結局充填の加圧力と共に真空吸引力の併用が脱水
に極めて効果的であることが分かる。

【００１８】脱水工程完了後油圧シリンダ７を収縮作動
することにより加圧板７を介して後端脱水板５ｃを後退
させ、相隣る脱水板５ａ，（５ｂ），５ｃ同士を連結索
１８の長さ分だけ間隔を空けて順次離隔させ、振動等に
より各脱水板５ａ，（５ｂ），５ｃ間において脱水処理
された土砂を排出させる。

【００１９】

【実施例】図はこの発明の脱水装置及びこれに用いる脱
水板の一実施例を示したもので、図１及び図２に示すよ
うに脱水装置の基盤１に加圧台２及び受台３が所定間隔
で相対して設置され、この加圧台２と受台３の側面間に
はガイドレール４が水平に取付けられており、このガイ
ドレール４上に複数の脱水板５ａ，５ｂ，５ｃがその両
側に設けたフック状の吊子６を係合してスライド自在に
支持されている。

【００２０】この脱水板は先端脱水板５ａと後端脱水板
５ｃとの間に２枚以上の中間脱水板５ｂを重ねて配置し
たもので、脱水工程に際して加圧台２に設けた油圧シリ
ンダ７の伸長作動により、そのロッド先端に取付けた加
圧板８により押圧されてこれと受台３との間に互いに圧
着保持されるようになっている。

【００２１】中間脱水板５ｂは図５及び図６に示すよう
に、芯板９の前後面にパンチングメタル等のやや目の粗
い多孔板１０と目の細かい網板１０’等からなる濾過板
を取付け、さらに前後面の周囲に厚みのある方形枠状の
間隙保持枠１１を取付けた中空板体で、その上端部には
前後面間を貫通した注入孔１２が設けられ、また下端部
の左右には前後面間を貫通した吸引孔１３が設けられて
いる。

【００２２】なお、濾過板として金網１０を使用するこ
とにより、従来脱水板の濾過材として専ら用いられてい
る濾布に比べて目詰まりし難く、微粒子であるセメント
を含む汚泥等Ｓの濾過に好適であり、また使用後洗浄す
ることにより繰り返し使用でき、耐久性においても優れ
ている。

【００２３】芯板９は、その前後面の周縁部に僅少高さ
の縁枠１４が設けられ、この縁枠の内側の段差凹面１５
にこの縁枠１４とほぼ同高さの突起１６が多数突設され
ている。

【００２４】この突起１６は、多孔板１０と網板１０’
等の濾過板を部分的に支持してこれと段差凹面１５との
間に吸引空間を形成するためのもので、この突起１６を
段差凹面１５に僅少間隔で直列状に多数連設した突起列
を複数列縦横又は斜めに互いに交差するように設け、こ
の交差する突起列によって四周を囲まれた方形又は菱形
の複数の小空間を形成するように配列構成することによ
って、この小空間周囲の突起列によって濾過板を安定的
に支持しながら濾過板と段差凹面１５との間の吸引空間
全体に空気あるいは水を円滑に流通させることができ
る。

【００２５】突起１６は芯板９の成形と同時に一体に形
成してもよいが、芯板９の成形後にその段差凹面１５に
合成樹脂等の金網状のシートを添接し、この網を形成す
る線材の交差部を若干盛り上げて突起１６として構成す
ることができる。

【００２６】間隙保持枠１１の注入孔１２は、間隙保持
枠１１の上端部の一部を内側又は外側に半円状等に張り
出した周辺部１１ａに設けられ、この周辺部１１ａには
注入孔１２の内周縁から間隙保持枠１１の内側の空間部
に面する端縁にかけて導入溝１７が形成されている。

【００２７】間隙保持枠１１の吸引孔１３は、その下端
部の左右の隅角部に設けられ、かつ芯板９の吸引孔１３
は段差凹面１５の下端部の左右の隅角部に設けられてい
るため、吸引孔１３は脱水板５ｂの前後面間において濾
過板１０と段差凹面１５との吸引空間に一部開放されて
いる。

【００２８】なお、注入孔１２は芯板９の段差凹面１５
の中央部に突設した縁枠１４とほぼ同高さの円形、四角
形等の台板部に形成し、この注入孔１２の周囲に間隙保
持枠１１と同高さの中央に注入孔１２を形成した環状の
周辺部を取付け、この周辺部の表面に注入孔１２の内周
縁から間隙保持枠１１の内側の空間部に面する周縁にか
けて導入溝１７を形成し、さらに濾過板１０，１０’に
は同位置に注入孔１２を設けてその周辺部を芯板９の上
記円形台板部と上記周辺部間に挟着するようにしてもよ
い。

【００２９】上記のように中間脱水板５ｂは芯板９の両
面に縁枠１４、段差凹面１５及び突起１６を設け、両面
に濾過板及び間隙保持枠１１を取付けたのに対して、先
端脱水板５ａ及び後端脱水板５ｃは図７に示すように、
芯板９’の片面に縁枠１４、段差凹面１５及び突起１６
を設け、この片面に多孔板１０と網板１０’等からなる
濾過板及び間隙保持枠１１を取付けた点で異り、また先
端脱水板５ａには注入孔１２及び吸引孔１３が中間脱水
板５ｂと同様に同位置に設けられているが、後端脱水板
５ｃの芯板９’には注入孔１２及び吸引孔１３は設けな
くてもよい（設けた場合でも加圧板８によって密閉すれ
ばよい）。

【００３０】即ち、先端脱水板５ａの場合はその前面を
受台３に圧着するため、芯板９’の後面に縁枠１４、段
差凹面１５及び突起１６が設けられ、この面に多孔板１
０と網板１０’等からなる濾過板及び間隙保持枠１１が
取付けられており、また後端脱水板５ｃの場合はその後
面に加圧板８が圧着するため、芯板９の前面に縁枠１
４、段差凹面１５及び突起１６が設けられ、この面に濾
過板及び間隙保持枠１１が取付けられている。

【００３１】脱水板５ａ，５ｂ，５ｃは相隣る板体同士
を一定長さの鎖等の連結索１８で一連に連結されてお
り、これらを互いに圧着させた状態から油圧シリンダ７
の収縮作動により加圧板８を介して後端脱水板５ｃを後
退させることにより、図４に示すように相隣る脱水板５
ａ，５ｂ，５ｃ同士は連結索１８の長さ分だけ間隔を空
けて順次離隔することになる。

【００３２】先端脱水板５ａが圧接する受台３には注入
孔１２及び吸引孔１３に対応する部分に汚泥等の供給口
１９及び吸引口２０が設けられ、この供給口１９には圧
送ポンプにより供給管２１を介して汚泥等Ｓが圧送さ
れ、また吸引口２０にはバキュームポンプにより吸引管
２２を介して真空吸引されるようになっている。

【００３３】なお、芯板９の段差凹面１５の中央部には
縁枠１４と同高さの凸部を設けてこれに間隙保持枠１１
とほぼ同高さのスペーサー２３を取付け、このスペーサ
ー２３により多孔板１０と網板１０’を芯板９に挟着し
てその中央部の膨出を抑えるようになっている。

【００３４】次に、上記のように構成された脱水装置を
用いて汚泥等Ｓを脱水する方法について説明する。

【００３５】先ず加圧台２に設けた油圧シリンダ７を伸
長作動し、そのロッド先端に取付けた加圧板８により脱
水板５ａ，５ｂ，５ｃを押圧してこれと受台３との間に
互いに圧着保持する。

【００３６】この圧着状態において、各脱水板５ａ，５
ｂ，５ｃの互いに隣接する間隙保持枠１１，１１同士が
気密状に圧着し、隣接する脱水板５ａと５ｂ、５ｂと５
ｂ、５ｂと５ｃの各濾過板１０，１０’間にそれぞれ間
隙保持枠１１，１１で囲まれた汚泥等Ｓの充填空間が形
成され、この充填空間は導入溝１７を介して注入孔１２
に連通している。

【００３７】次いで、圧送ポンプを駆動して供給管を介
して供給孔１９に汚泥等Ｓを圧送し、これを注入孔１２
及び導入溝１７を介して各脱水板５ａ，５ｂ，５ｃ間の
各充填空間内に注入充填する。

【００３８】なお、汚泥等には予め所定量（少量）のセ
メントを添加し、土の微粒子を固結して粗粒化しておく
と、脱水効率をより向上することができる。

【００３９】注入充填完了後圧送ポンプを引き続き駆動
して加圧充填を継続しながら、吸引

【００４０】口２０に接続した吸引管を介してバキュー
ムポンプにより真空吸引することにより、吸引孔１３を
介して各脱水板５ａ，５ｂ，５ｃにおける濾過板１０と
芯板９，９’の段差凹面１５との吸引空間内の空気を真
空吸引し、各脱水板５ａ，５ｂ，５ｃ間の各充填空間に
充填された汚泥等Ｓの水分を充填圧力と真空吸引力とに
より濾過板１０，１０’を介して土砂分を濾過しながら
吸引脱水する。

【００４１】一方、この脱水を行っている間に絶えず汚
泥等Ｓの加圧充填を継続しているため、脱水によって汚
泥等Ｓが体積を減少してもその減少分の汚泥等Ｓが充填
空間内に確実に補給され、汚泥等Ｓが常に充填空間内に
圧密状に満たされて空洞を生ずることがない。

【００４２】このようにして汚泥等Ｓの含水比を基準値
以下に低下させた後、図４に示すように油圧シリンダ６
を収縮作動することにより、加圧板７を介して後端脱水
板５ｃを後退させ、相隣る脱水板５ａ，５ｂ，５ｃ同士
を連結索１８の長さ分だけ間隔を空けて順次離隔させ、
支持レール１等に取付けたバイブレーターにより各脱水
板５ａ，５ｂ，５ｃに振動等を与えて脱水処理された土
砂を下方の排出タンク又は排出シュートに排出する。

【００４３】なお、上記実施例においては脱水板５ａ，
５ｂ，５ｃとから複数の充填空間を構成して比較的大量
の汚泥等を脱水処理する場合について説明したが、脱水
試験機等、小量の汚泥等の脱水を行う場合には、互いに
片面に濾過板１０，１０’を取付けた先端脱水板５ａと
後端脱水板５ｃの二枚の脱水板をもって一つの充填空間
を構成するものであればよい。

【００４４】

【発明の効果】以上の通りこの発明によれば、脱水工程
中に汚泥等を圧送し、加圧充填状態を継続しながら真空
吸引するので、汚泥等中の水分は充填空間外部からの真
空吸引力と、これと同時に作用する内部からの充填圧力
とにより固形分から水分が強力に分離されて効率よく脱
水することができ、固化剤の使用を大幅に減少またはな
くすことができて経済的であると共に、汚泥等の加圧充
填を継続しているため、脱水によって汚泥等が体積を減
少してもその減少分の汚泥等が充填空間内に確実に補給
され、汚泥等が常に充填空間内に圧密状に満たされて空
洞を生ずることがなく、空洞発生による脱水効率の低下
を防止することができる。

【００４５】また、加圧充填の圧力のみで脱水する場合
には、脱水にともなって固形分が硬くなるにつれて、加
圧力が汚泥等の全体に伝わり難くなるため、充分な脱水
ができないが、この充填の加圧力と共に真空吸引力を併
用することによって加圧脱水のみの欠点を補って極めて
効果的に脱水することが可能となる。

【００４６】また、真空吸引により充填空間内の汚泥等
に対して互いに平行な広範囲な面として接している濾過
板により、各脱水板間の充填空間にある薄い厚みの汚泥
等中の水を極めて短時間に効率的に、しかも全体として
均一に吸引脱水することができる。

【００４７】脱水板は相互に密接することにより、その
間に充填空間を形成してその内部に汚泥等を充填して脱
水することができ、また脱水完了後は、後端脱水板を対
接間隔を広げて脱水処理された土砂を簡単に排出するこ
とができ、排出後は繰り返し脱水処理を行うことができ
て能率的である。

【００４８】芯板の段差凹面に設けた突起は僅少間隔で
直列状に多数連設し、この突起列を複数列縦横又は斜め
に互いに交差するように設けてなるので、この交差する
突起列によって四周を囲まれた方形又は菱形の複数の小
空間が形成され、この小空間部分で濾過板を部分的に安
定的に支持してこれと段差凹面との間に吸引空間を形成
し、この吸引空間全体に空気あるいは水を円滑に流通さ
せることができる。

【００４９】さらに、注入孔の開口端の周辺部にはこの
注入孔の開口端の内周縁から前記間隙保持枠の内側の空
間に面する前記周辺部の縁部にかけて導入溝を形成して
なるので、脱水板間の充填空間への導入孔を構成する独
立別個の資材を必要とすることなく簡単な手段で合理的
に導入孔を構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の脱水装置の側面図。

【図２】この発明の脱水装置の平面図。

【図３】この発明の脱水装置の正面図。

【図４】この発明の脱水装置の脱水板を離隔した状態の
側面図。

【図５】この発明に係る中間脱水板の分解斜視図。

【図６】この発明に係る中間脱水板の正面図。

【図７】図６のＡ−Ａ線で切断した脱水板の断面図。

【符号の説明】

１ 基盤 ２ 加圧台 ３ 受台 ４ ガイドレール ５ａ 先端脱水板 ５ｂ 中間脱水板 ５ｃ 後端脱水板 ６ 吊子 ７ 油圧シリンダ ８ 加圧板 ９ 芯板 ９’ 芯板 １０ 多孔板（濾過板） １０’ 網板（濾過板） １１ 間隙保持枠 １１ａ 張出部 １２ 注入孔 １３ 吸引孔 １４ 縁枠 １５ 段差凹面 １６ 突起 １７ 導入溝 １８ 連結索 １９ 供給口 ２０ 吸引口 ２１ 供給管 ２２ 吸引管 ２３ スペーサー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安田 昭彦 東京都新宿区北町37 前田建設北町寮 (72)発明者 土屋 実 千葉県船橋市二和西３−12−16 (72)発明者 菅谷 謙三 東京都大田区多摩川２−24−10−806 (72)発明者 川崎 裕司 香川県丸亀市三条町607番１号 (56)参考文献 特開 昭62−125810（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−163716（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C02F 11/12

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所要間隙を保持して相対する濾過板とそ
   の間隙周囲の枠体とによって囲まれる充填空間に汚泥等
   を加圧充填し、この加圧充填を継続しながら前記充填空
   間の外側から濾過板を介して真空吸引することにより、
   前記汚泥等の水分を脱水することを特徴とする汚泥等の
   脱水方法。
2. 【請求項２】 汚泥等中に予めセメントを所定量添加す
   ることを特徴とする「請求項１」記載の汚泥等の脱水方
   法。
3. 【請求項３】 水平なレールにスライド自在に支持した
   複数の脱水板を互いに重ねて気密状に圧着し、隣接する
   前記脱水板の相互の対接面に設けた濾過板間にはその周
   囲の間隙保持枠によって囲まれた充填空間が設けられ、
   前記各脱水板の濾過板はその背面を芯板の周囲の縁枠及
   びその内側に段差凹面に突設した突起により支持され、
   前記各脱水板には前記充填空間に連通する汚泥等の注入
   孔が、また前記濾過板と段差凹面の吸引空間に連通する
   吸引孔が一連に設けられ、前記注入孔は汚泥等を圧送す
   る供給管に連通され、前記吸引孔は真空吸引管に連通さ
   れてなることを特徴とする汚泥等の脱水装置。
4. 【請求項４】 隣接する脱水板相互を連結索で連結して
   なることを特徴とする「請求項３」記載の汚泥等の脱水
   装置。
5. 【請求項５】 表面の周縁部に僅少高さの縁枠を設け、
   この縁枠の内側の段差凹面にこの縁枠とほぼ同高さの突
   起を多数突設してなる芯板と、前記芯板の縁枠に周囲を
   密接して取付けた濾過板と、前記芯板の周縁に沿った枠
   体状に形成され、前記芯板の縁枠に周囲を密接して取付
   けた間隙保持枠とからなり、所要位置に開口端の周辺部
   が前記間隙保持枠と同高さの注入孔を設け、前記芯板の
   段差凹面の下端部及び前記間隙保持枠にはこれらを一連
   に貫通する吸引孔を設け、前記注入孔の開口端の周辺部
   にはこの注入孔の開口端の内周縁から前記間隙保持枠の
   内側の空間に面する前記周辺部の縁部にかけて導入溝を
   形成してなることを特徴とする汚泥等の脱水板。
6. 【請求項６】 突起は芯板の段差凹面に僅少間隔で直列
   状に多数連設し、この突起列を複数列互いに交差方向に
   設けてなることを特徴とする「請求項５」記載の汚泥等
   の脱水板。
7. 【請求項７】 突起は芯板の段差凹面に添接した金網状
   の網状シートの線材の交差部であることを特徴とする
   「請求項５」記載の汚泥等の脱水板。