JP3325049B2 - 汚泥処理方法およびそのための汚泥処理装置 - Google Patents
汚泥処理方法およびそのための汚泥処理装置Info
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Description
発生する汚泥を安定して処理し得る汚泥処理方法および
そのための汚泥処理装置に関する。
泥、たとえばセメントまたはベントナイト系汚泥は、セ
メント分等を多く混入しているため、産業廃棄物として
の取扱いが必要となっている。広いヤードが確保できる
建設現場ではピットを掘り汚泥を集めて、天日乾燥を行
った後、運搬処理を行うことができるが、現実にはヤー
ドの確保が難しく、発生汚泥の大部分(90%以上)
は、バキュームカーまたは汚泥専用運搬ダンプカーによ
る、いわゆる「生出し」によって最終処分地まで運搬さ
れ、専門業者によって天日乾燥等により処分されてい
る。一方、通常のダム現場または泥水シールド掘削現場
等では、前記汚泥処理は、濁水中の浮遊物質のうち、粒
径、比重の大きいものは、予め沈砂池あるいは液体サイ
クロン、マッドスクリーンなどで分級除去し、次いでこ
こを通過した微細な粒子を凝集剤により凝集沈殿させる
ことにより行われている。凝集沈殿したスラッジは、含
水率が高く、このままの状態ではダンプ運搬、埋立処分
ができないため、さらに天日乾燥や脱水機による脱水処
理を行った後に運搬処理されている。また、浮遊物質を
凝集沈殿した上澄水については、pH値が規制の範囲
(通常はpH5.8〜8.6)外となっている場合に
は、中和剤によりpH調整を行った後、放流または再利
用している。前記脱水処理に際しては、ベルトフィルタ
ー、オリバーフィルター等による真空脱水、遠心脱水機
による遠心脱水、フィルタープレス、ベルトプレス等に
よる加圧脱水、造粒脱水機による造粒脱水等があるが、
機械規模が小さく搬入出および取扱いが容易などの理由
により、脱水能力の高いフィルタープレスが多く用いら
れている。
いる中で、産業廃棄物の処分地の確保が難しくなってい
るとともに、ますます遠方となっている状況下では、地
盤改良工事により発生する汚泥についても、処理費節減
のために凝集・脱水処理による減量化を行った後、運搬
する必要が生じている。しかし、地盤改良工法に係る各
種工法のうち、特にいわゆるC−JG(コラムジェッ
ト)工法、JSG工法等の噴射攪拌工法において発生す
る汚泥は、セメントまたはベントナイト分を多く含有す
るとともに、噴射攪拌に伴う微細土粒子の混入により比
較的比重が高く、図14および図15の汚泥比重分布図
(図14は粘性土の場合であり、図15は砂質土の場合
である。)に示されるように、概ねγ=1.35〜1.
50、地盤種によってはγ=1.60となる場合もあ
り、その汚泥処理に際しては、幾つかの問題点を抱えて
いる。
処分をする汚泥の含水率は85%以下とするように規制
しているが、実際は脱水ケーキのダンプ搬出に際し、脱
水ケーキの含水率が50%程度以上であると、長い運搬
距離では泥流化し易く、実際にはこれよりも低い含水率
の脱水ケーキにしないと運搬できないため、汚泥処理に
際しては安定した脱水処理能力を確保し得ることが最も
重要な条件となる。
発生する、セメントまたはベントナイト系汚泥に凝集剤
を添加して脱水装置により連続的に処理しようとして
も、前述のように原汚泥が比較的高比重でバラツキがあ
るという特質を有するとともに、凝集剤の添加量に過不
足が生じ、その結果フィルタープレス、またはベルトプ
レスに使用している濾布に徐々に目詰まりを生じさせ、
次第に処理能力の低下を招き、長期に渡って安定した脱
水能力が確保できない問題があった。
汚泥処理装置を現場に持ち込んで、主に作業員の監視の
下、手操作により行っていたため、労力的にも多大な手
間を要し、維持管理費用も嵩んでいたため、その処理を
自動化し、ランニングコストの低下を図ると同時に、減
量化によるコスト低減も図る必要がある。
比重にバラツキがあっても脱水装置の能力に合わせて一
定比重の汚泥を自動供給し、しかも最適範囲の凝集剤添
加を行うことにより、長期に渡って安定した脱水性能を
確保するとともに、作業の効率化および減量化によるコ
スト低減を図るものである。
の本発明は、噴射攪拌工法による地盤改良工事現場から
発生するセメントまたはベントナイト系汚泥を凝集・脱
水する汚泥処理方法であって、原汚泥の比重を測定しそ
の比重測定値に基づいて、希釈後の汚泥比重が1.15
〜1.35の範囲になるように水で希釈し、その後凝集
剤を添加した希釈汚泥を濾布を用いたベルトプレスによ
り加圧脱水処理を行うとともに、前記凝集剤の添加量を
予め求められた汚泥比重−凝集剤添加曲線に基づき制御
することを特徴とするものである。ここで、添加される
凝集剤が、無機凝集剤および高分子凝集剤であるのが望
ましい。
地盤改良工事現場から発生するセメントまたはベントナ
イト系汚泥を貯留するための原泥槽と、前記汚泥を希釈
するための希釈水供給設備と、前記原泥槽から供給され
る汚泥と前記希釈水供給設備からの希釈水を受け入れて
汚泥を希釈化するとともに、使用する脱水機の能力に合
わせて前記希釈汚泥を脱水機に供給する汚泥希釈設備
と、脱水機に供給される希釈汚泥に凝集剤を添加する凝
集剤添加装置と、凝集剤が添加された希釈汚泥を濾布を
用いたベルトプレスからなる加圧汚泥脱水機と、この脱
水機により分離された分離水を前記汚泥希釈設備に希釈
水として返送する分離水返送手段と、さらに希釈後の汚
泥比重が1.15〜1.35になるように汚泥希釈設備
への汚泥量および希釈水添加量を制御する制御手段と、
希釈汚泥に添加する凝集剤量を制御する制御手段とを備
えたことを特徴とするものである。
で処理対象汚泥の比重を1.15〜1.35の範囲に調
整する。したがって、後工程の脱水処理においては、濾
布の目詰まりも抑えられ、使用する脱水機の性能上、最
も効率的かつ安定した脱水性能を長期に渡って確保でき
る。また、凝集剤添加量の点からも、凝集剤が適性添加
率よりも少ないとフロック形成が不完全となり圧搾時に
濾布への未凝集分が付着残留し、また過剰添加の場合に
は、形成フロック全体が粘性を持ち、かつ余剰の凝集剤
が濾布の目に付着残留して濾布の目詰まりを発生させ、
脱水機の運転に支障をきたすため、予め求められた汚泥
比重−凝集剤添加量曲線に基づいて、凝集剤の添加量を
汚泥比重に従って制御することにより、長期に渡って安
定した脱水性能が確保できるようになる。
りミキサーに供給される汚泥密度に基づき行われ、かつ
連続練りミキサーによってリターンを行いながら安定的
に調製されているため、使用する脱水装置の能力に合わ
せて、すばやく迅速に供給することができるため、脱水
処理能力が向上し、全体として作業が効率化する。
りさらに詳説する。図1は本発明例の全体図で、たとえ
ば、C−JG工法、またはJSG工法等の噴射攪拌工法
による地盤改良工法によって、発生したスライム等の原
汚泥Sは、先ずマッドスクリーン2によって粗粒分の分
級が行われ、ここで、たとえば粒径2mm以上の砂および
レキ等についてはスクリーン2aによって処理対象から
除外される。前記スクリーン2aを通過した汚泥分は、
一旦原泥槽3に貯留される。前記原泥槽3内には、レベ
ル計5A、5B、送給ポンプ4A、4Bの他に比重計6
が配設されており、この測定値は制御器8に送られる。
5に示されるように、通常1.35〜1.50の範囲で
あり、地盤の種類によっては1.6程度となる場合もあ
り、このままでは後の脱水処理で目詰まりを起こし運転
に支障をきたす。
前記汚泥比重分布図のデータに基づいて、汚泥に希釈水
を加えて比重が1.15〜1.35になるように調整
し、また汚泥比重に応じた最適の凝集剤添加量に制御す
るものである。
に従って駆動させ、原泥槽3内の汚泥を連続練りミキサ
ー12に送給する。連続練りミキサー12への送給量
は、前記連続練りミキサー12の充填量がロードセル1
9により測定されるとともに、その供給量が流量計7に
よって測定され、連続練りミキサー12がオーバーフロ
ーしないように、前記制御器8によって制御される。ま
た、送給ポンプ4Bは、原泥槽3内に配設された比重計
6を通して汚泥を循環供給する一方、送給汚泥の一部を
原泥槽3内に噴射させ貯留汚泥の攪拌を行うものであ
る。また、原泥槽3内ではレベル計5A、5Bによって
液面レベルが測定され、このレベル信号は前記制御器8
に送られ、レベル制御が行われる。9〜11は各ポンプ
制御用のインバータであり、57は3ペン式記録計、5
4は流量計7の表示器である。
は、前記原泥槽3内の汚泥比重測定結果に基づき、調製
後の比重が1.15〜1.35の範囲となるように、前
記制御器8によって制御される。汚泥処理ラインでの搬
送性、凝集剤との混合性、脱水効率等を重視するなら
ば、好ましくは1.20〜1.33の範囲となるように
原汚泥の比重調整を行う。しかし、希釈率をあまり高く
設定することも処理効率の低下を招くため、原汚泥の比
重の確認を行った上で、これに応じて全ての条件を考慮
し、好適な希釈率を決定する必要がある。
令に従って、連続練りミキサー12に対する流量調整弁
14で制御し、所定水量が前記連続練りミキサー12内
に供給された後、定常運転時は、脱水装置からの分離水
を貯留した分離水水槽26の分離水が希釈水として供給
される。この定常運転時の最適希釈水の添加量の制御
は、流量調整弁17により、供給管路の途中に配設され
た流量計18からの流量信号に基づいて制御する。な
お、比重調整に当たっては、前記のように供給汚泥を主
として、希釈水量を変動させても良いし、また希釈水量
を主として、供給汚泥量を変動させることでもよい。ま
た、希釈水および汚泥の供給態様は連続的であってもよ
いし、断続的であってもよい。
練りミキサー12に投入され、混合攪拌されるが、ここ
で、前記連続練りミキサー12について詳述すると、ミ
キサー12は、円筒状攪拌槽の下部に槽内と連通するデ
ィスクケーシング12Aを有するとともに、このディス
クケーシング12Aの内部に回転ディスクを備え、かつ
前記ディスクケーシング12Aと連通してリターン管1
2Bおよび放出管12Cを有し、それぞれの管路の途中
に操作弁13a、13bを備えている。仮に、前記操作
弁13bを閉とし操作弁13aを開として運転を行う
と、槽内の汚泥はリターン管12Bを通り絶えず循環
(リターン)しながら攪拌混合され、前記操作弁13b
の開閉に応じて放出管12Cから所定量の汚泥を任意に
連続的もしくは断続的に送給することができる。なお、
必要に応じて連続練りミキサー12の出口側に比重計を
設けておくこともできる。
は、次の脱水処理工程に送られる。送給量は、中間に設
けられた流量計20によって測定される。送給された汚
泥は、計量槽23を経て、造粒または凝集促進用の第1
ブレンダー24Aおよびこれに連続する第2ブレンダー
24Bを通過し、ベルトプレス25などの連続脱水装置
に供給される。前記計量槽23においては、連続練りミ
キサー12からの送給汚泥のうち、コントローラー22
による制御により、単位時間当たりの所定の供給量をも
って連続的にベルトプレス25側に送られ、余剰分はマ
ッドスクリーン2にリターンされる。リターン量は流量
計21によって測定されており、前記主供給経路に配設
された流量計20との差分がベルトプレス25への送給
量として前記3ペン式記録計57に記録されるととも
に、表示器53に表示される。
いては、無機凝集剤槽41から送給される無機凝集剤G
1 が添加され、この第1ブレンダー24A内で混合さ
れ、続いて第2ブレンダー24Bの入口部においてアニ
オン系高分子凝集剤G2 が添加され、この第2ブレンダ
ー24B内で混合された後、ベルトプレス25に供給さ
れている。
により貯留され、残存量がレベル計42により監視さ
れ、送給ポンプ43により前記第1ブレンダー24Aの
入口部に連続的に定量送りされている。無機凝集剤G1
の送給量は、流量計49により測定されている。一方、
アニオン系高分子凝集剤G2 は、凝集剤原液槽30に貯
留された凝集剤原液が、レベル計31のレベル信号に基
づいて起動するポンプ32により凝集剤希釈槽33に送
給され、かつ希釈水が流量調整弁16を介して攪拌機を
有する凝集剤希釈槽33内に投入され、ここで1/10
〜1/400程度に希釈される。高分子凝集剤G2 の送
給量の管理は、凝集剤希釈槽33およびアニオン系高分
子凝集剤貯留槽39に設けられたレベル計34、35、
36により貯留量が把握されるとともに、前記の高分子
凝集剤希釈比率となるように、制御器37によりポンプ
32の起動停止および流量調整弁16による希釈水の添
加量が制御される。希釈された高分子凝集剤G2 は、前
記制御器37の管理の下、操作弁38を介して、アニオ
ン系高分子凝集剤貯留槽39に蓄えられ、送給ポンプ4
0により前記第2ブレンダー24Bの入口部に連続的に
定量送りされている。高分子凝集剤G2 の送給量は流量
計46により測定されている。前記無機凝集剤G1 およ
び高分子凝集剤G2 の供給制御は、制御器22による制
御の下、インバーター47、48を介して送給ポンプ4
3、40の回転数を制御することにより行われており、
凝集剤添加率の設定は、設定器60、61により行われ
る。
最適な凝集剤の添加量との関係を求めておき、その時の
汚泥の比重に合った量が添加されるように制御される。
粘土・シルト分の多い原汚泥の場合には、汚泥の物性に
よって範囲は異なるが、1次凝集用の無機凝集剤が30
00〜9000g/m3の範囲で添加混合され、その後アニ
オン系高分子凝集剤が500〜1500g/m3程度の範囲
で添加混合されることにより非常に良好なフロックを形
成することができる。ここで、前記高分子凝集剤G2 の
みで良好なフロックを形成できる場合には、単独添加に
よることもできるが、両者を併用することがこの種の汚
泥の処理に最適であることを確認している。
ーキの強度が不足する場合には、必要に応じて固化剤を
添加することもできる。固化剤としては、セメント、セ
メント系固化材、石膏、石灰等、または近年開発が進ん
でいる土質改良用高分子系複合材等が用いられる。
液分離が行われる。脱水装置25としては、汚泥の前処
理において比重調整が成されたことにより、その脱水性
能を十分に発揮できるようになる脱水装置、具体的には
濾布を用いた脱水装置であり、特にベルトプレスが対象
とされる。前記ベルトプレスは連続処理方式であるから
汚泥は連続的に供給される。前記脱水装置25により生
成された脱水ケーキは、平ダンプ52に荷積みされて搬
出される。前記脱水装置25に供給される汚泥量は、用
いる脱水装置の能力に合わせた供給量、具体的には汚泥
比重によって定まる最大脱水能力の±5%の範囲として
供給することが望ましい。
分離水水槽26に貯蔵され、その一部はポンプ27によ
って前記連続練りミキサー12に投入され汚泥希釈水と
して使用される。なお、汚泥処理のスタート時に前記分
離水水槽26を水で満たすために、操作弁15を介して
前記分離水水槽26に水が供給される。
の余剰分は、下水放流処理されるが、多量のセメントミ
ルクが混入したアルカリ性汚泥の場合には、放水に当た
っては中和処理が必要となる。そのため、分離水はpH
処理機50に送られ、ここで希硫酸などが添加混合さ
れ、中和処理の後に放水される。
によって、その内部の濾液沈降ゾーンAと分離清澄ゾー
ンBとに仕切られている。ベルトプレス25からの分離
水は、一旦前記濾液沈降ゾーンAに投入され、沈降分
は、この濾液沈降ゾーンAの底に沈滞し、上澄水が仕切
り壁58を超えて分離清澄ゾーンBに溢流する。前記濾
液沈降ゾーンAに沈降した汚泥分は、レベル計45によ
って監視される液面に達したならば、ポンプ44によっ
て原泥槽3に送給される。また、分離清澄ゾーンBの清
澄水は、ポンプ57によってベルトプレス25に送ら
れ、洗浄水としても使用されている。
G工法、JSG工法等の噴射攪拌地盤改良工法に限られ
ず、他の地盤改良工法、浚渫汚泥処理、ダム建設に係る
止水壁の造成、地中連続壁、杭等の基礎構造物の造成、
トンネル掘削等の種々の建設工事において発生する汚泥
処理に対しても好適に用いることができる。
35以下に調整した状態で、脱水処理を行うようにして
いる。汚泥の比重が、1.35を超えると、スクイズポ
ンプまたはスネイクポンプにより、汚泥の搬送が不可能
ではないが、そのサクション側で詰まったり、輸送管路
やホッパーなどの容器内で付着または閉塞を生じ、結果
として、汚泥の処理を行うことができないことを確認し
ている。これに対して、本発明に従って、予め汚泥を希
釈した後に、脱水処理することが搬送および取扱性を高
める。
り、前述の連続練りミキサー(コロイダルミキサーまた
はコロイドミキサーとも呼ばれる)を用いるのが、攪拌
分散効果が遙に大きく、しかも安定した汚泥濃度に調整
できるので最適である。
の種の汚泥の凝集には優れている。この理由は定かでな
いが、一旦、無機凝集剤がある程度のフロックに生成さ
せ、後に高分子凝集剤が、生成したフロックを大きく凝
集させるのではないかと考えられる。その添加量として
は、無機凝集剤は、汚泥重量当たり3000〜9000g/m3、
高分子凝集剤(特にアニオン系)は、300 〜1500(より
好適には500 〜1100)g/m3が好ましい。高分子凝集剤
は前述のように、その添加量となるように、希釈した後
添加される。
その重力沈降ゾーンにおいて、表面側からたとえば超音
波厚み計により、その厚みを測定する、あるいはその後
においてベルト側方からのリーク量を測定することによ
り、判断できる。
24A、24Bで二段凝集を図るのが好ましいが、一旦
無機凝集剤により1次凝集を図った後に、高分子凝集剤
を添加する間欠方式を採ることもできるが、全体の処理
系を考えた場合、二段凝集により連続凝集処理を図るの
が適している。凝集処理が終了した汚泥は、その凝集状
態を壊すことなく、そのままベルトプレスなどの脱水機
にかけるのが適している。実施例では、このために、第
2ブレンダー24Bの下方にベルトプレス25を設けて
ある。
ナイト系汚泥に希釈水を加えて比重を変えるとともに、
それらに表1に示される物性を持つ高分子凝集剤(ポリ
アクリルアミド部分加水分解物)を用い、その添加量を
種々変化させて添加し、ベルトプレス脱水機により脱水
を行い、含水率およびフロック化状況を観察することに
より、各比重における高分子凝集剤の最適添加量を求め
た。その結果を図2に示す。
の最適添加量は、汚泥比重と比例関係にあり、汚泥比重
が既知であれば、その値に応じて決定される。また、同
様の試験により、無機凝集剤の添加量と汚泥比重との関
係を求めたグラフを図3に示す。この場合も同様に、無
機凝集剤の最適添加量は、汚泥比重が既知であれば、そ
の値に応じて一義的に決定されることとなる。
集剤添加量のグラフを予め求めておき、実際の汚泥脱水
処理に当たっては、前記汚泥比重−凝集剤添加量曲線に
従って、凝集剤添加量を制御できることが判る。
状態の観察により最適と思われる値を決定したものであ
るが、たとえば連続運転時におけるベルトプレスにおけ
る目詰まり状況について試験を行った。
8の汚泥を希釈することなく、図2のグラフから求めら
れる高分子凝集剤添加量1700g/m3を添加し、ベルト
プレス脱水機により脱水を連続的に行った。その結果、
含水率30%の脱水汚泥がベルトプレス脱水機から排出
されたが、運転開始20分後に濾布への目詰まりが発生
し、さらに30分後には運転を停止せざるを得なくなっ
た。
釈し、比重1.34に調整した後、図2のグラフより求
められる高分子凝集剤を1500g/m3添加した場合と、
比重1.22に調整した後、図2のグラフより求められ
る高分子凝集剤を1000g/m3添加した場合について、
ベルトプレス脱水機による脱水を連続的に行った。その
結果、含水率30%の脱水汚泥が長期間に渡って濾布の
目詰まりは生じることなく排出され、安定して脱水処理
を行うことができた。
釈により1.35以下とすることにより、脱水機におい
て安定的処理を可能とするものである。なお、本発明に
おける希釈化汚泥比重の下限値は、希釈による処理対象
汚泥の増量による処理効率を考慮し、比重1.15とし
ている。
シルト−セメントミルク混合スラリー(試料1)および
シルトスラリー(試料2)に対して机上試験により、高
分子凝集剤を種々変化させて、その凝集効果についての
確認を行い、凝集剤の選定、汚泥比重−凝集剤添加量曲
線の決定、脱水条件等の決定を行ったものである。
たものをヌッチェ試験による重力脱水性の判定を行うと
ともに、重力脱水後の脱水ケーキ(一次脱水ケーキ)を
圧力および時間の圧搾条件を種々変えながら、圧搾脱水
試験を行い、圧搾脱水性の判定を行う。具体的には、図
4に示される要領に従って試験を行う。ステップIおよ
びIIに示されるように、容器71に試料汚泥を入れ、ハ
ンドミキサーにより650rpm で20秒の攪拌を行う。
前処理として無機凝集剤を添加する場合にはここで添加
し、フロック状況の確認を行う。
は、高分子凝集剤を所定量添加し攪拌を行い、そのまま
静置して凝集フロックを沈降させてスパーテルでフロッ
クの安定性の確認を行う。
に全量投入して、落下した濾水をメスシリンダー74に
て集水する重力脱水試験を行い、次いでステップVIに示
されるように、30φ×17.7mmの円形型枠75に重
力脱水済みのケーキを詰め成形した後、ステップ VIIに
示される圧搾脱水試験機76により圧搾を行った。な
お、前記圧搾脱水試験では、成形試料を濾布77、77
で挟み、さらにスポンジ78、78で挟み込み、上から
エアシリンダー79によって圧力をかけることにより行
う。
表3にまとめた。
されるように、またヌッチェケーキ安定性、手絞り性に
より明らかなように、アニオン系高分子凝集剤単独で対
汚泥当り750g/m3(対SS当り0.24%)添加処理
時に最も良好な凝集濾過性を示した。一方、試料2の場
合には、表2および濾過性能試験結果をグラフ化した図
6より明らかなように、アニオン系高分子凝集剤単独で
はフロック形成が非常に悪く濾過性能試験は不能とな
り、またカチオン系高分子凝集剤単独または併用でも改
良効果は満足できるものではなかった。しかし、同じカ
チオン系凝集剤でも無機凝集剤とアニオン系高分子凝集
剤の併用処理が良好な結果を示し、特に無機凝集剤(塩
化カルシウム)との併用により濾水性が非常に良好なも
のとなった。したがって、シルト単独汚泥またはシルト
分の混入の多い汚泥に対しては無機凝集剤とアニオン系
高分子凝集剤の併用が最も効果的と言える。この場合、
無機凝集剤の添加量としては対汚泥当り5000g/m
3で、アニオン系高分子凝集剤は対汚泥当り625g/m3
(対SS当り0.26%)であった。
加量の決定 表2の試験結果に基づき、試料1と試料2について、ア
ニオン系高分子凝集剤の対SS当りの添加率とヌッチェ
(重力)濾過60秒間の発生濾水量との関係を図7に描
いた。図7に描かれた曲線より、良好な凝集濾過性を得
る対SS当りの添加率としては、0.22〜0.26%
とされ、平均的には0.24%と判断される。このよう
にして対SS当りの添加率が決定されたならば、前記凝
集濾過性の良好値対SS当り0.24%と基準として、
試料1および2に対する汚泥比重に対応した対汚泥当り
の必要添加量が図8のように求められる。なお、試料2
については無機凝集剤の併用が前提条件となる。したが
って、仮に前記試料1、2を汚泥処理対象として脱水処
理する場合には、図8に示される汚泥比重−凝集剤添加
量曲線に従って添加量が制御されることとなる。
力によって大きく変化し、重力脱水(自由水が抜けた状
態)汚泥の含水率として、約58%のものが、圧力0.
2、0.5、1kg/cm2で圧搾した場合、ケーキ含水率は
それぞれ45.5、42、38%となっている(圧搾時
間30秒時)。ケーキ含水率の低下傾向から外挿する
と、ケーキ含水率を35、30%にするには、圧搾圧力
を1.5、2.5kg/cm2とする必要があることが判明さ
れる。
とした場合の圧搾時間とケーキ含水率の関係は、圧搾時
間が長いほど含水率は低下しており、各圧力状態ごとに
同じ様な低下傾向を示していることから、この試料1
は、脱水性の良い汚泥であると同時に出来るだけ長い圧
搾時間を保持することにより、各圧力段階毎に連続した
脱水効果が得られることを示している。なお、図10は
試料1について示すが、試料2についても同じ結果が得
られていることから、無機凝集剤を併用して前処理をき
ちんと実施しておけば良好な脱水効果が得られることが
予想される。
に示す。これらの関係から見ると、濾過速度は圧搾圧力
よりも圧搾時間に大きく左右されることが判明される。
圧搾時間と濾過速度は逆比例しており、圧搾時間30
秒、60秒での濾過速度は2250kg・ds/m・h 、11
80kg・ds/m・h と半減している。
の関係 アニオン系高分子凝集剤の対SS添加率と濾過速度の関
係を図13に示す。添加率が0.24%前後では濾過速
度の変動は小さく添加率の差が濾過速度を大きく狂わせ
る状況にはない。但し、0.3%以上になると影響がで
だすので、添加しすぎには注意が必要である。アニオン
系高分子凝集剤の添加率は重力脱水時の自由水の濾過性
に大きく影響してくるものであり、濾過速度(処理量)
には特別大きな影響はないように考えがちであるが、適
性添加率に対して少ない場合にはフロック形成が不完全
となり圧搾時に濾布への未凝集分が付着残留すること、
過剰添加の場合には形成フロック全体が粘性があり余剰
の凝集剤が濾過の目に付着残留することから、濾布を目
詰めてしまい、結果として洗浄効率を低下させ濾過処理
能力を低下させてしまうので注意を要する。
含水率を低減する必要がある。減容化率を汚泥比重が
1.4kg/cm3の時に50%以上とするにはケーキ含水率
を30%にする必要があることから、図9より判断され
るように圧搾圧力を2.5kg/cm2以上にする必要があ
る。
力においては脱水時間が長くとった方がケーキ含水率は
低減できる(図10参照)が、反面濾過速度は低下傾向
となるので(図11参照)、いちがいに長くするのは得
策とはいえない。脱水圧力と濾過速度の関係(図11)
から、圧搾時間30秒以内では圧搾圧力2.5kg/cm2に
対する濾過速度は2000kg・ds/m・h 以上(圧搾時間
15秒での濾過速度は4000kg・ds/m・h 以上)であ
ることから、圧搾時間は出来るだけ短くして圧搾圧力を
高くした脱水方式が効果的であると言える。
水から圧搾脱水条件は表4のように想定される。
0%程度にする必要があるが、効果的に得るための脱水
条件(脱水要領)は、重力脱水時間(重力脱水パート)
を60秒として自由水を除いた後に圧搾圧力と圧搾時間
の設定として、圧力0.1〜0.5kg/cm2で20秒、
0.5〜1kg/cm2で20秒、1〜2kg/cm2で20秒と圧
搾時間を一定として圧力を段階的に設定していくベルト
脱水が好適である。この時の濾過速度(但し、推定値)
は、概ね3 t・ds/m・h (有効ベルト幅、1時間当り)
である。
剤はアニオン系高分子凝集剤であって、汚泥中の固形分
(SS)当り0.24%の添加率が適性であった。
汚泥は、アニオン系高分子凝集剤のみで良好なフロック
形成と脱水効果を示したが、セメントミルクを含まない
シルト・粘土主体の汚泥はフロック形成が悪く、脱水性
が良くないが、無機凝集剤の一種である塩化カルシウム
を5000g/m3- 汚泥(対SS2.1%)前添加するこ
とでフロック形成、脱水性も非常に良好なものとなる。
泥の比重を一定範囲に調整し、また凝集剤添加量を最適
範囲に調整するため、脱水装置における目詰まりが抑制
されるため、長期に渡って安定した脱水能力が確保され
る。また、維持管理も容易になるとともに、ランニング
コストの低減、作業の効率化を図ることができる。
る。
集剤添加量曲線である。
剤添加量曲線である。
濾水量曲線である。
濾水量曲線である。
SS当りの添加率−60秒間の濾水量曲線である。
凝集剤必要量曲線である。
である。
線である。
ある。
ある。
SS当り添加率−濾過速度曲線である。
21・37・43・52…制御器、12…連続練りミキ
サー、23…計量槽、24A…第1ブレンダー、24B
…第2ブレンダー、25…脱水装置(ベルトプレス)、
26…分離水水槽、30…アニオン系高分子凝集剤原液
槽、33…凝集剤希釈槽、39…アニオン系高分子凝集
剤貯留槽、41…無機凝集剤槽、50…pH処理機、
Claims (3)
- 【請求項1】噴射攪拌工法による地盤改良工事現場から
発生するセメントまたはベントナイト系汚泥を凝集・脱
水する汚泥処理方法であって、原汚泥の比重を測定しそ
の比重測定値に基づいて、希釈後の汚泥比重が1.15
〜1.35の範囲になるように水で希釈し、その後凝集
剤を添加した希釈汚泥を濾布を用いたベルトプレスによ
り加圧脱水処理を行うとともに、前記凝集剤の添加量を
予め求められた汚泥比重−凝集剤添加曲線に基づき制御
することを特徴とする汚泥処理方法。 - 【請求項2】添加される凝集剤が、無機凝集剤および高
分子凝集剤である請求項1記載の汚泥処理方法。 - 【請求項3】噴射攪拌工法による地盤改良工事現場から
発生するセメントまたはベントナイト系汚泥を貯留する
ための原泥槽と、前記汚泥を希釈するための希釈水供給
設備と、前記原泥槽から供給される汚泥と前記希釈水供
給設備からの希釈水を受け入れて汚泥を希釈化するとと
もに、使用する脱水機の能力に合わせて前記希釈汚泥を
脱水機に供給する汚泥希釈設備と、脱水機に供給される
希釈汚泥に凝集剤を添加する凝集剤添加装置と、凝集剤
が添加された希釈汚泥を濾布を用いたベルトプレスから
なる加圧汚泥脱水機と、この脱水機により分離された分
離水を前記汚泥希釈設備に希釈水として返送する分離水
返送手段と、さらに希釈後の汚泥比重が1.15〜1.
35になるように汚泥希釈設備への汚泥量および希釈水
添加量を制御する制御手段と、希釈汚泥に添加する凝集
剤量を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする汚
泥処理装置。
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JP15931692 | 1992-06-18 | ||
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-
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