JP3223724U - 多機能汚泥処理剤を用いた移動式汚泥処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】土砂搬送費の削減、処理時間の短縮、工事費の削減効果を図った移動式汚泥固化装置を提供する。【解決手段】大型トラック、トレーラー、コンテナ等に、まず廃石膏紛を備蓄するホッパーＢ、シリカ液、希硫酸液、希硫酸を希釈するための水、ｐｈ調整液、フッ素発生抑制液等の各種タンクＡを設置し、汚泥と廃石膏紛及び各種液を攪拌して、汚泥を次のステップまで移動させるスクリュウコンベヤーＣを設置する。汚泥をコンベヤーに載せ、次いで、処分する汚泥に見合う廃石膏紛をコンベヤー上の汚泥に投下する。コンベヤー上のスクリュウで汚泥と廃石膏紛を攪拌しながら、所定位置まで汚泥を移動させ、廃石膏紛と汚泥は混ざりながら、各種タンクの出口に備え付けた液排出孔まで移動し、上部から各種液の混合液を浴びながら移動する。【選択図】図１

Description

本考案は、ビル建設時の地下基礎掘削時及びインフラ整備の共同溝掘削時等に伴い大量の水分を含んだ産業廃棄物として取り扱われる建設汚泥が発生するが、これを普通の土砂として土木工事の埋戻し土及び工事用土等のリサイクル土として、再利用するための処理方法に関するもの。

従来より、ビル建設時の基礎部分の掘削、基礎杭打ちの掘削、共同溝シールド工法掘削の際、水脈等を防止するために水固化剤としてベントナイトを使用し、掘削周辺の土砂を固化させて掘削をするが、掘削時に大量の含水率の高いベントナイト汚泥が発生する。この汚泥は産業廃棄物に指定され、その処分に関しては高額な処分費、処分方法等諸問題が発生している。

従来の含水率の高い汚泥の処理は、建設発生現場からタンクダンプ等で一旦汚泥中間処理施設に搬送し、そこで石灰、セメント系剤等を主剤とする汚泥固化剤を投入して軟土にして、土木資材土として普通ダンプ等で現場埋戻し土等に改良して使用処分をしているのが現状である。しかしながら、この方法では、完全なｐｈ調整がなされてなく、経年変化により土砂のアルカリ性が高くなり、河川や田畑を汚染していることが問題視されている。

従来の上記０００３表示の建設現場から汚泥を搬出する方法は、国土交通省が提唱するゼロエミッション工法に逆行するもので、イノベンションセンスに欠けるものであり、大きく改善する余地を含んでいる。

これらの従来の処分方法を改善するため、本実用新案登録者がＰｈ調整剤、早期固化剤等の開発を完了し、２０１８年１２月２１日付特願２０１８−２３９４６７号で特許出願した薬剤を使用して、建設現場で汚泥を処分することを目的とする。

又、従来の汚泥を固化するには数十時間が必要であったが、本薬剤を使用する工法では数時間で固化が完了し、工期短縮を可能とする。

上記、特許出願した薬剤とその処分方法に関しては、主に汚泥中間施設での使用を主眼にしているので、開発した薬剤を汚泥と混合する使用方法に関しては、装置が大型化しており、狭小中間汚泥処理施設場では、従来処理方法の改善が望まれている。

地球環境を守るエコロジー運動の一環である国土交通省が提唱しているゼロエミッッション工法の採用もなされていなく、現場からの汚泥搬出は高額な処分費を発生させ、処分の従来工法を行うのでなく、汚泥固化装置一式を車両等に搭載して建設現場に直接移動据付をし、ゼロエミッション工法とするもの。

実用新案登録文献

本実用新案登録の参考文献は、本実用新案登録申請人であるＡＣ−ＬＡＢＯ株式会社が出願人となって出願した前記０００５記載のものである。
要約すれば、産業廃棄物である廃石膏紛を産業廃棄物処分をせず、リサイクル資材として使用するもので、建設発生汚泥に汚泥固化剤の補助剤として使用し、主にシリカ液と希硫酸の混合で、早期に汚泥を固化させ工期短縮を可能とし、埋戻し材として再利用する事を特徴としている。
出願番号 ２０１８年１２月２１日付特願２０１８−２３９４６７号
名称 汚泥固化剤及びこれを用いた汚泥の固化処理方法 である。

上記特許出願した薬剤は、廃石膏紛、シリカ液、希硫酸液、希硫酸を希釈する水、フッ素発生抑制剤としてリン酸カルシウム又は塩化カルシウム等を使用する各種の備蓄タンクが必要で、これらの薬剤を効果ある使用とするため、汚泥に投入する直前に各種液を混合し、その混合液を汚泥に投入することで、早期固化が引き起こされ所定の効果が得られるものである。
これらの薬剤を使用して、建設工事現場でのゼロエミッション工法を可能とする方法を提供する事を課題とするもの。

本考案は、前記課題を解決する手段として以下の事を考案し提案する。
（１）汚泥発生現場において、最初に、振動式ふるい機を設置して真水と汚泥を分離し、真水を建設現場に還元し、容量の少なくなった汚泥のみを移動式車両に搬入さす。これにより、まず処理汚泥容量を少なくすることができる。
（２）汚泥処理に必要な備蓄タンク及び装置一式を、現場に簡単に据え付けることが可能なトラック、トレーラー、コンテナ等の装置一式を車両に搭載し、建設現場への迅速な移動を可能とさす。
（３）装置一式は、廃石膏紛、シリカ液、真水、希硫酸液、ｐｈ調整剤液、フッ素抑制剤液等他の各タンクを車両に搭載する。
（４）全ての薬剤を液体としたのは、汚泥に早く均一に混入することを図ったものである。
（５）全ての装置が揃ったので、以下に薬剤を汚泥に混入する方法を示す。
（６）最初に、汚泥に廃石膏粉を混入し、スクリュウコンベアーで攪拌しながら混合させて、所定の位置まで移動さす。
（７）各種液のタンクに、処理する汚泥容量に比例する液が排出されるよう自動制御盤を設置する。
（８）次に、シリカ液と希釈した希硫酸の２種類を混合して汚泥に添加する。この２つの液が汚泥を固化さすが、汚泥混入時直前に２液を故雲合さすことが絶対条件である。
（９）次いで、ｐｈ調整剤液、フッ素発生抑制剤液の２種類の液を汚泥に混合さす。
（１０）この時点で、汚泥が特殊な成分を含んだ汚泥であれば、それに適応した液をさらに添加することとする。
（１１）廃石膏紛と混合液の全てを汚泥に投入した後は、更にスクリュウコンベアーで撹拌しながら空気に触れさすことで、汚泥の固化を促進させ、汚泥固化反応を速める。
（１２）さらに、スクリュウコンベアーで汚泥を空気に触れさせながら、水分を汚泥と分離させ、いっそう汚泥固化を促進さす。
（１３）固化が始まり水分を排出した汚泥を、いったん移動式車両から建設現場に仮置きをし、更に３時間ほどを放置する。
（１４）約３時間以内で汚泥が普通ダンプで運搬できるほどに固化し、軟土に改良したものを普通ダンプで直接埋戻し現場に搬送する。
（１５）建設現場の汚泥を、建設現場で軟土に改良させることで、タンクダンプから普通ダンプへの搬送に切り替えることが可能となる。
（１６）更に、建設現場から汚泥中間施設を経由することなく、直接埋戻し現場に搬送することで、積み替えと中間施設間の余分な工事を大幅に削減する。

本考案による効果は以下のとおりである。
（１）従来は、建設現場から発生する汚泥全量を全外部へ排出していたが、最初に、汚泥を振動式ふるい機にかけ、水分のみを建設現場に還元することで、処理汚泥の容量を少なくした。これは、汚泥全体の処理費用の軽減と工期短縮を可能とした。
（２）廃石膏紛を固化補助剤として使用する事により、従来の廃石膏紛を高額の処理費を以って処理していたものを、逆に有価で販売することができ、廃石膏紛のリサイクル化に大きく貢献することができ、廃石膏紛の処分費も大きく削減した。
（３）水分除去し固化反応で軟土となったリサイクル土を、輸送費の高いタンク式ダンプの使用から輸送費の安い普通ダンプを使用することができ、輸送費用の削減効果をもたらした。
（４）さらに、汚泥の建設発生現場から軟土となって直接埋め戻し現場等に使用できることで、従来、一旦これら汚泥を中間処理施設へ輸送し、積み替え等を繰り返し、軟土として埋戻し現場で再使用していたが、これらの積み替え費及び輸送費を極端に削減した。
（５）又、廃石膏粉を汚泥に混合さすことで、水分除去の時間短縮の効果を高め、汚泥処理時間の短縮をもたらした。

本考案の実施形態における移動車両の装置一式を搭載した全体図。 本考案の実施形態における汚泥移動処理手段及び汚泥攪拌を行うスクリュウコンベヤーの構造図。

以下図を用いて本考案の実施形態について説明する。

図１は、大型トラック、トレーラー、コンテナ等に、まず廃石膏紛を備蓄するホッパー、シリカ液、希硫酸液、希硫酸を希釈するための水、ｐｈ調整液、フッ素発生抑制液等の各種タンクの設置、汚泥と廃石膏紛及び各種液を攪拌して、汚泥を次のステップまで移動さすスクリュウコンベヤーを設置する。

図１の汚泥処理稼働手順は、汚泥をコンベヤーに載せる。次いで、処分する汚泥に見合う廃石膏紛をコンベヤー上の汚泥に投下する。

コンベヤー上の汚泥は、コンベヤー上のスクリュウで汚泥と廃石膏紛を攪拌しながら、所定位置まで汚泥を移動さす。

廃石膏紛と汚泥は混ざりながら、各種タンクの出口に備え付けた液排出孔まで移動し、上部から各種液の混合液を浴びながら更に移動する。

各種液の内、シリカ液と希硫酸を１０％までに希釈した希硫酸液をホース出口で合流させ、直ちに汚泥を混入さす。これの２液が混合すると、直ちに固化が始まるので、汚泥投入直前に液を混合させて、汚泥に投入する。次いで、ｐｈ調整剤やフッ素抑制剤液を順次投入する。

各種液を混合した汚泥は、スクリュウに攪拌されながら所定の位置まで移動する。この間、汚泥は攪拌されながら空気に触れ、水分を除去しながら撹拌移動で固化は促進される。所定の位置で、コンベヤーから排出され工事現場の空きスペースに約３時間堆積される。

堆積された軟土は、水和反応熱約４０℃の熱でゆっくりとではあるが、水分を蒸発させながら３時間ほど堆積される。ここで、普通ダンプに積込み可能な軟土となり、建設現場外の埋立工事現場等に搬出され、埋立用土木資材として再利用される。

「図１」
Ａ 各種液貯蔵タンク
Ｂ 廃石膏粉貯蔵ホッパー
Ｃ スクリュウコンベヤー
Ｄ コンベヤーを稼働さすモーター
▲１▼ 建設現場の汚泥投入口
▲２▼ 廃石膏粉及び各種液を添加して混合した汚泥の出口
▲３▼ 汚泥が撹拌された後の車両の汚泥出口
「図２」
Ａ スクリュウ回転軸
Ｂ スクリュウコンベヤーの土砂外部漏れ防止版
Ｃ スクリュウ回転の外部カバー
Ｄ スクリュウ回転翼

本考案は、ビル建設時の地下基礎掘削時及びインフラ整備の共同溝掘削時等に伴い大量の水分を含んだ産業廃棄物として取り扱われる建設汚泥が発生するが、これを普通の土砂として土木工事の埋戻し土及び工事用土等のリサイクル土として、再利用するための処理方法に関するもの。

従来より、ビル建設時の基礎部分の掘削、基礎杭打ちの掘削、共同溝シールド工法掘削の際、水脈等を防止するために水固化剤としてベントナイトを使用し、掘削周辺の土砂を固化させて掘削をするが、掘削時に大量の高含水率のアルカリ性ベントナイト汚泥が発生する。この汚泥は産業廃棄物に指定され、その処分に関しては高額な処分費、処分方法等諸問題が発生している。

従来の含水率の高い汚泥の処理は、建設発生現場からタンクダンプ等で一旦汚泥中間処理施設に搬送し、そこで石灰、セメント系剤等を主剤とする汚泥固化剤を投入して軟土にして、土木資材土として普通ダンプ等で搬送し、現場埋戻し土等に改良して使用処分をしているのが現状である。しかしながら、この方法では、完全なｐｈ調整がなされてなく、経年変化により土砂のアルカリ性が高くなり、河川や田畑を汚染していることが問題視されている。

従来の上記０００３表示の建設現場から汚泥を搬出する方法は、国土交通省が提唱するゼロエミッション工法に逆行するもので、イノベンションセンスに欠けるものであり、大きく改善する余地を含んでいる。

これらの従来の処分方法を改善するため、本実用新案登録者がＰｈ調整剤、早期固化剤等の開発を完了し、２０１８年１２月２１日付特願２０１８‐２３９４６７号で特許出願した薬剤を使用して、建設現場で汚泥を処分することを目的とする。

又、従来の汚泥を固化するには数十時間が必要であったが、本薬剤を使用する工法では数時間で固化が完了し、工期短縮を可能とする。

上記、特許出願した薬剤とその処分方法に関しては、主に汚泥中間施設での使用を主眼にしているので、開発した薬剤を汚泥と混合する使用方法に関しては、装置が大型化しており、狭小中間汚泥処理施設場では、従来処理方法の改善が望まれている。

地球環境を守るエコロジー運動の一環である国土交通省が提唱しているゼロエミッッション工法の採用もなされていなく、現場からの汚泥搬出は高額な処分費を発生させ、処分の為に従来工法を行うのでなく、汚泥固化装置一式を車両等に搭載して建設現場に直接移動据付をし、ゼロエミッション工法とするもの。

実用新案登録文献

本実用新案登録の参考文献は、本実用新案登録申請人であるＡＣ‐ＬＡＢＯ株式会社が出願人となって出願した前記０００５記載のものである。
要約すれば、産業廃棄物である廃石膏紛を産業廃棄物処分をせず、リサイクル資材として使用するもので、建設発生汚泥に汚泥固化剤の補助剤として使用し、主にシリカ液と希硫酸の混合で、早期に汚泥を固化させ工期短縮を可能とし、埋戻し材として再利用する事を特徴としている。
出願番号 ２０１８年１２月２１日付特願２０１８‐２３９４６７号
名称 汚泥固化剤及びこれを用いた汚泥の固化処理方法 である。

上記特許出願した薬剤は、廃石膏紛、シリカ液、希硫酸液、希硫酸を希釈する水、フッ素発生抑制剤としてリン酸カルシウム又は塩化カルシウム等を使用する各種の備蓄タンクが必要で、これらの薬剤を効果ある使用とするため、汚泥に投入する直前に各種液を混合し、その混合液を汚泥に投入することで、早期固化が引き起こされ所定の効果が得られるものである。
これらの薬剤を使用して、建設工事現場でのゼロエミッション工法を可能とする方法を提供する事を課題とするもの。

本考案は、前記課題を解決する手段として以下の事を考案し提案する。
（１）汚泥発生現場において、最初に、汚泥ホッパーに汚泥を貯蔵し、上部水のみを隣接水タンクに移し、残余の汚泥を高周波振動器付汚泥ホッパーに移し替えする。
（２）汚泥ホッパーからからゆっくりと振動式ふるい機に汚泥が投入され、高周波振動により汚泥を更に水と汚泥に分離し、水は上部に汚泥は下部に堆積する。上部の水は隣接の水タンクに注入され、汚泥ホッパーからの水と同一に混ざり、これにｐｈ調整剤を添加し、中性として建設現場に還元し投棄する。
（３）この汚泥ホッパーと振動式ふるい機により汚泥と水は分離されその後の処理汚泥は１０〜３０％程度容量が減少する。以後の処理過程において、汚泥容量が減少した分に比例して工期短縮と費用削減が行われる。
（４）汚泥容量が減少し、含水率が少なくなった汚泥を、振動式ふるい機から下部のスクリウコンベヤーに投下する。
（５）スクリウコンベヤーに投下された汚泥は、スクリウにより移動しながら次のタンクである水ガラスにまで移動し、上部から適量の水ガラスと次いで希硫酸を投下され、スクリウを回転しながら空気を取り入れ固化を始める。
（６）更に、スクリウコンベヤーで移動しながら廃石膏紛ホッパー迄移動する。
（７）廃石膏粉を適量投下された汚泥に更に隣接タンクから、水和反応で発生するフッ素の防止抑制するフッ素発生抑制剤を適量添加する。
（８）車両装置装置一式の、汚泥ホッパー、振動式ふるい機によりスクリウコンベヤーに投下された汚泥は、移動しながら、シリカ液、希硫酸液、廃石膏紛及びフッ素抑制剤液を順番に投下される。
（９）全ての薬剤を液体としたのは、汚泥に早く均一に混入することを図ったものである。
（１０）全ての装置から出た液を混入された汚泥は、スクリウコンベヤーで攪拌されながら空気に触れながら移動し、シリカ液及び希硫酸液との混合により急速に固化が始まり、空気に触れることで固化が促進される。
（１１）各種液のタンク、水ガラスタンク、希硫酸タンク、廃石膏紛貯蔵ホッパー及びフッ素抑制剤タンクには、、処理する汚泥容量に比例した液が排出されるように簡単な液添加量を計算する装置が付いた添加液量を自動制御できる制御盤を設置する。
（１２）固化が始まり水分を排出した汚泥を、いったん移動式車両から建設現場に仮置きをし、更に３時間ほどを放置する。
（１３）約３時間以内で汚泥が普通ダンプで運搬できるほどに固化し、軟土に改良したものを普通ダンプで直接埋戻し現場に搬送する。
（１４）建設現場の汚泥を、建設現場で軟土に改良させることで、タンクダンプから普通ダンプへの搬送に切り替えることができ、輸送費の大幅な削減が可能となる。
（１５）更に、建設現場から汚泥中間施設を経由することなく、直接埋戻し現場に搬送することで、積み替えと中間施設間の余分な工事を大幅に削減する。

本考案による効果は以下のとおりである。
（１）従来は、建設現場から発生する汚泥全量を全外部へ排出していたが、最初に、汚泥ホッパーで汚泥上部の水分を除去し、更に少し水分が少なくなった汚泥を振動式ふるい機にかけ、水分のみを建設現場に還元することで、処理汚泥の容量を少なくした。これにより、汚泥全体の容量減少と同程度の処理費用の軽減と工期短縮を可能とした。
（２）廃石膏紛を固化補助剤として使用する事により、従来の廃石膏紛を高額の処理費を以って処理していたものを、逆に有価で販売することができ、廃石膏紛のリサイクル化に大きく貢献することができ、廃石膏紛の処分費も大きく削減した。
（３）水分除去し固化反応で軟土となったリサイクル土を、輸送費の高いタンク式ダンプの使用から輸送費の安い普通ダンプを使用することができ、輸送費用の削減効果をもたらした。
（４）さらに、汚泥の建設発生現場から軟土となって直接埋め戻し現場等に使用できることで、従来、一旦これら汚泥を中間処理施設へ輸送し、積み替え等を繰り返し、軟土として埋戻し現場で再使用していたが、これらの積み替え費及び輸送費を極端に削減した。
（５）又、廃石膏粉を汚泥に混合さすことで、水分除去の時間短縮の効果を高め、汚泥処理時間の短縮をもたらした。

本考案の実施形態における移動車両の装置一式の大きさ、汚泥ホッパーと振動式ふるい機を示した全体概要図。 本考案の実施形態における汚泥移動処理車両の設置する、汚泥ホッパー、振動式ふるい機、水タンク、水ガラスタンク、希硫酸タンク、廃石膏紛ホッパー及びフッ素抑制剤の各種タンクと、汚泥攪拌を行うスクリュウコンベヤーの位置図。 車両に設置する各種タンクの配置図及び汚泥の処理流れ。 汚泥スクリウコンベヤー構造図。

以下図を用いて本考案の実施形態について説明する。

図１は、大型トラック、トレーラー、コンテナ等に、まず汚泥を備蓄する汚泥ホッパー、振動式ふるい機、汚泥から排出する水貯蔵タンク、汚泥を攪拌し移動させながら固化を促進さすスクリウコンベヤーを設置する。

図１、図２の汚泥処理稼働手順は、最初に▲１▼の汚泥を汚泥ホッパーに貯蔵する。汚泥ホッパー上部の水を隣の水タンクに排出し、汚泥処理量を多少、少なくする。

図１、図２の汚泥ホッパーから、ゆっくりと振動式ふるい機に汚泥を投入する。振動式ふるい機の振動により、汚泥は、上部に水、中部に汚泥と水、下部に水分含有の少ない汚泥に分別され、上部水を隣接水タンクに排出する。

図３の汚泥容量の１０〜３０％が少なくなった振動式ふるい機の汚泥をスクリウコンベヤー上にゆっくりと投下する。スクリウコンベヤー上の汚泥は、撹拌されながら移動し水ガラス、希硫酸、廃石膏紛及びフッ素抑制液を順に浴びながら、固化を始める。

図３の汚泥と水ガラス及び希硫酸が混合されると、汚泥は１０分ほどで固化を始める。更に廃石膏紛で、水分を吸収しながら汚泥全体の含水率を下げる。

図３の廃石膏紛と汚泥は混ざりながら、車両の▲２▼の出口に到達し、汚泥発生現場内に仮置きされる。

建設現場内に仮置きされた汚泥は、水和反応熱約４０℃の熱でゆっくりとではあるが、水分を蒸発させながら３時間ほど堆積される。ここで、普通ダンプに積込み可能な軟土となり、建設現場外の埋立工事現場等に搬出され、埋立用土木資材として再利用される。

［図１］
Ａ 汚泥ホッパー
Ｂ 振動式ふるい機
Ｃ 水タンク
Ｄ スクリウコンベヤー
［図２］
Ａ 汚泥ホッパー
Ｂ 振動式ふるい機
Ｃ 水タンク
Ｄ スクリウコンベヤー
Ｅ 水ガラスタンク
Ｆ 希硫酸タンク
Ｇ 廃石膏紛貯蔵タンク
Ｈ フッ素抑制剤タンク
Ｎ 自動制御盤（タンク下部に排出量を計算し調整する機能付き制御盤）
［図３］
Ｉ コンベヤー稼働モーター
▲１▼ 最初に汚泥を投入する場所
▲２▼ 汚泥処理装置車両から建設現場への仮置きをするための汚泥排出口
［図４］
Ｊ スクリウ回転軸
Ｋ スクリウコンベヤーの土砂外部漏れ防止板
Ｌ スクリウ回転の外部カバー
Ｍ スクリウ翼（らせん式）

Claims (2)

1. 汚泥発生建設現場で、廃石膏紛備蓄タンクやシリカ液等の各種備蓄タンクを備えた移動式汚泥固化装置一式。
2. 廃石膏紛及び各種液の添加する量を自動制御することが可能な自動制御盤の設置。