JP3493203B2 - 泥水または流動性含水土砂より土砂を分離する装置 - Google Patents
泥水または流動性含水土砂より土砂を分離する装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、工事で発生した泥水
あるいはペントナイト泥水、土砂、汚泥、上下水、汚染
土壌、河川、湖溜、港湾等の浚渫土あるいはヘドロなど
の泥水または流動性含水土砂より土砂を分離する装置に
関し、特に、脱水篩、沈降槽、液体サイクロン装置を効
率よく使用して分離処理を行うように構成し、排水の浄
化、廃棄物の脱水処理等に適した装置に関するものであ
る。 【０００２】 【従来の技術】従来より、泥水の脱水や分級に使用され
ている遠心デカンターは、ローター回転数を調整するこ
とにより分離する粒子径を変化させることができる。 【０００３】また、泥水の脱水や分級に沈降槽を利用す
ることにより、その深さと滞留時間を選定することによ
って同様に脱水操作や分級操作が可能である。 【０００４】しかし、遠心デカンターは高価であり、沈
降槽は沈降土砂の脱水が種々の条件に影響されるので単
独での使用は簡単ではなかった。また、多くの泥状物
は、ゲル化、緩衝沈降現象のために、自然沈降による脱
水は難しい。 【０００５】また、濾布による濾過脱水は、目詰まりに
よる閉塞障害があり、しかも分離粒子径が濾布によって
決まるので、操作中に自由な選択ができないという難点
があった。液体サイクロンも泥水の土砂分離に使用され
ているが、操作範囲が限定され、閉塞、摩耗等の障害が
多いという難点があり、原理的に沈降槽と同一扱いされ
ているので、高濃度スラリーやゲル化した汚泥は、サイ
クロン処理でも処理不能として廃棄され、輸送や廃棄場
所について社会問題になっている。また、濃縮された粉
粒あるいはスラリーは、その取り出し、分級、脱水を制
御する簡単で確実な方法がなかったので廃棄されてい
た。 【０００６】掘削工事の現場で発生する泥水からの土砂
の分離は、主として沈降槽によって行われ、まれに単段
の液体サイクロンを利用しているが、掘削条件の規格を
外れた泥水あるいは安定化泥水は、系から排出して廃棄
し、新たに調製されていた。従って、大量の汚泥の発
生、廃棄土砂発生の原因になっていた。 【０００７】安定化ベントナイト泥水の処理に際し、砂
分が多い地盤の掘削におて砂の混入が多い場合には、液
体サイクロン付の脱水篩を使用する方法が知られている
が、装置が高価で、しかも処理効果が安定せず、使用が
難しいものであった。 【０００８】このようなことから掘削工事、浚渫作業か
ら排出される大量の土砂を脱水処理し、あるいはリサイ
クルする低コストで簡易な処理方法の出現が求められて
いた。 【０００９】 【発明が解決しようとする課題】泥水処理において、液
体サイクロンは、比較的砂分が多い作業現場での使用に
限られていた。しかし、研究の結果、泥水を液体サイク
ロンで分離できる粒径範囲は、装置の規模、泥水の性質
により能力が限定され、その原因は通常の現場では状況
に応じた制御と単位装置の選択および組合せに問題があ
ることが解った。 【００１０】この問題は、稀薄泥水でなく濃縮泥水の脱
水篩への供給を容易にすること、および液体サイクロン
ヘ供給する泥水制御弁の閉塞と土塊の形成を防止するこ
と、土塊が栓状に生成したならばこれを捕捉し、再溶解
してサイクロンに供給することが必要であり、これが可
能になれば状況に応じて条件選定が可能かつ容易にな
り、液体サイクロン系の切換え、流量の調節等の使用条
件の変更と装置の据付け位置、使用工程の変更が容易な
サイクロン系を構成して能力を上げ、効率の改善、ポン
プ動力の節約が可能になる。 【００１１】泥土、泥水を処理する場合、脱水工程がコ
スト節約の障害になっている事例が多い。液体サイクロ
ン、脱水篩の濃縮度の向上、脱水率の改善によって堆積
脱水、強制脱水のコストを下げることができ、これは無
閉塞の弁系と測定系によって達成される。 【００１２】また、建設汚泥のゲル化したもののリサイ
クルが行われるた事例はなく、従ってその処理方法を確
立することが要であった。研究の結果、脱水処理すると
埋め戻し用に使用できる土砂が多いことが解った。 【００１３】この発明の泥水または流動性含水土砂より
土砂を分離する装置は、簡易に処理でき、または脱水す
ることを目的とするもので、浄化作業を同時に行うこと
もでき、従来の処理方法と組合わせて、高能率、低動力
消費で土砂の脱水処理やリサイクルをするだけではな
く、物理化学的、生化学的処理を含む総合的処理に適す
る装置を提供することをも目的とする。 【００１４】また、埋立てゴミの雑物分離、土砂洗浄、
簡易な脱水処理は埋立て地利用、汚染地回復のため必要
であった。 【００１５】この発明は、これらの課題を解決するもの
である。集塵に使用した水、微生物法水処理水の処理で
も閉塞が問題であり、水分離効率の良い低コスト装置、
部品、脱水技術がの出現が望まれていた。 【００１６】掘削に使用する泥水、安定化泥水中の砂、
シルトを分離する場合には屡々その濃度変動が起きてい
ることがわかった。一方、通常型サイクロンは低濃度で
は土砂分離しても、入り口高濃度では分離しない残留土
砂、シルトが多く、リサイクル不適または脱水障害にな
る微粒子除去に支障を来していることもわかった。 【００１７】 【課題を解決するための手段】この発明の泥水または流
動性含水土砂より土砂を分離する装置は、泥水または流
動性含水土砂を、脱水篩上の土砂と脱水篩を通過する泥
水とに分離する脱水篩と、この脱水篩を通過した泥水が
流入する沈降槽と、この沈降槽における沈降物を濃縮す
る第１液体サイクロンと、この沈降槽における沈降物を
第１液体サイクロンに送るとともに第１液体サイクロン
において濃縮されたものを上記脱水篩に戻す脱水系と、
沈降槽における泥水を濃縮する第２液体サイクロンと、
上記沈降槽における泥水を第２液体サイクロンに送ると
ともに第２液体サイクロンにおいて濃縮されたものを上
記脱水篩に戻す脱水系とを具備している。 【００１８】 【００１９】この発明は、脱水篩に供給される粒子スラ
リー濃度を高く維持し、液体サイクロン入り口高濃度で
は２段以上に液体サイクロンを通過し、必要時には、入
り口が低濃度のとき並列に使用して１段にすると同一液
体サイクロン数で処理能力が増加し、動力は節約でき
る。この操作は出口比重により自動または手動で切換え
できる。ただし弁の短絡開口または別の連通路によっ
て、弁全開位置でも停滞によるスラリー閉鎖がないよう
必要流量を保持するのがよい。沈降物が高濃度、高比重
になると界面検出または高濃度位置が検出され、ポンプ
の稼働、弁の開閉の自動制御が可能になる。 【００２０】液体サイクロンの１段は、単数または複数
の液体サイクロンの組合せであってよい。１つの組合せ
は直径の異なるものを含んでいてよい。シルト含量を制
御して、比重を所定値に維持するために、シルト分離用
の比較的小径の液体サイクロンを併用することがエネル
ギー節約の点で有利である。 【００２１】同型の液体サイクロンで均一な分離濃縮を
した後、脱水しようとすると、土砂塊内部に閉塞が起こ
り得るので脱水速度は低下する。従って、粒子分離能力
の異なったサイクロン径または分離条件で、別の排出口
から粒子束を脱水節上に供給すると脱水速度の遅い粒子
群が脱水速度の速い粒子群に包囲され、平均の脱水速度
が大きくなる。逆の場合でも透水性のよい層が存在する
ことによって脱水速度が向上する。これは主流と別にポ
ンプ、小径の液体サイクロンを設けて常時または必要時
使用するか、主流のポンプを利用して、小径の液体サイ
クロンを比較的大径の液体サイクロンに並列に連結し、
常時または必要に応じて使用することができる。同一処
理量を得るためには小型小径の液体サイクロンはより多
数を要し、設備費は比較的高くなるが、動力費は比較的
安くなる。 【００２２】多数の小径液体サイクロンの下出口の制御
は、従来複雑で高コストであったが、界面測定で弁また
はポンプ制御を行えば、粒子濃度別処理ができて制御の
単純、低コスト化が可能になる。また、小径液体サイク
ロンを使用する場合、小型遠心ポンプは所要の入り口圧
を得難いので大型ポンプの分岐流を並列利用するのが容
易かつ有利である。 【００２３】大量の土壌を脱水することは一般に困難で
ある。ところが粒度分離し、または浄化し脱水した土砂
成分を再び所望比率で混合すると容易に脱水し、浄化し
た土壌あるいは土砂が得られる。 【００２４】 【実施例】（第１実施例） 図１は、この発明の泥水または流動性含水土砂より土砂
を分離する装置の実施例を示す断面図である。図１に示
すように、この発明の装置は、泥水または流動性含水土
砂より小石や雑物３を分離する振動篩ストレーナー２
と、振動篩ストレーナー２で篩われた泥水または流動性
含水土砂を泥水と沈降物に分離する第１沈降槽４と、こ
の第１沈降槽４における沈降物を供給する脱水篩11と、
脱水篩11を通過した泥水および第１沈降槽４における溢
流泥水を流入させる第２沈降槽30と、この第２沈降槽30
における沈降物17、21、23をポンプ34、25により供給さ
れる液体サイクロン14、24と、第２沈降槽30における泥
水をポンプ18により供給される液体サイクロン19とによ
り構成されている。 【００２５】第２沈降槽30は、傾斜板仕切り32、33によ
って３つの沈降部に区画されており、傾斜板仕切り32の
底部は連通している。さらに、傾斜板仕切り32、33の間
には、もう１つの傾斜板仕切り31が設けられている。 【００２６】図１に示すように、泥水または水で流動性
を保持している土砂は、分配器１から振動篩ストレーナ
ー２上に供給され、小石や雑物３は分離されて沈降槽４
に流入する。 【００２７】土砂は、沈降槽４の底に沈降するので、泥
水と沈降物との界面を浮子29を備えたセンサー９によっ
て検出し、操作装置７により弁またはゲート６を制御し
て沈降物を脱水篩11上に供給する。沈降物の流動性は、
加振機10で発生させた振動によって維持することができ
る。 【００２８】第１沈降槽４における溢流泥水は、溢流口
５から沈降槽30の傾斜板仕切り31と32との間に流下し、
泥水が傾斜板仕切り31、32の間を通過して泥水層20と沈
降層21とに分離する。 【００２９】脱水篩11を通過した泥水は、なお土砂を含
んでおり、沈降部で泥水層16と沈降物17とに分離し、沈
降物17および沈降物21は、合わせてポンプ34により配管
12を経て脱水篩11に直接供給するか、配管13を経て液体
サイクロン14に供給して濃縮し、脱水篩11へ供給する。
液体サイクロン14の上口流は土砂分を含み易いので、傾
斜板仕切り32と33との間の泥水層20に流入させる。 【００３０】泥水層16および泥水層20は、ポンプ18によ
り液体サイクロン19に送って比較的小径または小粒子分
離条件で分離し、濃縮泥は脱水篩11に供給する。そし
て、液体サイクロン19の上口流は、比重あるいは成分に
よって分離され、泥水層35に流入させるか、次の貯槽に
送る。 【００３１】沈降物23は、ポンプ25により液体サイクロ
ン24に供給し、濃縮脱水操作するか、別の分離装置へ送
る。 【００３２】泥水層35の泥水は、ポンプ26により液体サ
イクロン27に送り、粗粒子を分離して貯槽28に送る。ま
た、バイパス弁36を経て全量または部分的に直送して比
重を調整することができる。このバイパス弁36の調整に
よって液体サイクロン27の分離性能の調節が可能にな
る。同様の調節は他の液体サイクロンについても可能で
ある。 【００３３】なお、ポンプ34の直送系12は、沈降槽４に
戻しても良いし、沈降槽４と同様の別の槽を追加しても
よく、動力の節約と機器摩耗防止に有用である。 【００３４】この発明は、複数の液体サイクロン14、1
9、24、27を分離性能の異なる諸元または条件で操作
し、複数の流路を設けたことに特徴がある。 【００３５】各沈降槽４、30には傾斜板を挿入できる。
この傾斜板には堆積固着防止のために振動を加えるのが
好ましく、振動は弱いものでもよい。また、泥水流の衝
突によっても振動を発生できる。 【００３６】脱水篩11への濃縮泥または土砂の供給位
置、その構造は試行によって任意に選択できる。沈降槽
30の傾斜した底板には加振機22が取り付けられており、
底板に振動を与えて底板上の粒子の移動を促進し、堆積
を防止する。 【００３７】比較的高いｐＨ、高い比重で流動性の悪い
泥を処理する際には、分配器１の上流側で炭酸ガスを吹
き込む装置38により炭酸ガスを吹き込むか、沈降槽30の
底からノズル39を経て炭酸ガスを吹き込むことにより、
ｐＨを８〜９.５程度に調節して、分離効果を上げ、測
定、操作も容易にする。また、比重の低下も改善でき
た。 【００３８】（第２実施例） 図２は、図１における沈降槽４を省略して簡略化した系
である。ストレーナー篩２と脱水篩11は同一振動系でも
よく、図１に示すように別体であってもよい。ポンプに
は昇降装置をつけた水中ポンプの使用が便利である。泥
水と沈降物との界面を浮子29を備えた公知のセンサー９
によって検出できる。 【００３９】（第３実施例） 図３は、泥水主管45に小型サイクロン41と比較的大型の
サイクロン42を接続して同時に稼働する例を示してい
る。比較的粗な粒子は慣性のために手前にある小型サイ
クロン41の入り口を通過して奥にある粗粒子サイクロン
42に補集されやすく、小型サイクロン41に供給される粒
子濃度が低下するので性能が向上し、大型サイクロン42
で濃縮された土砂は微粒子含有量が減り、両者とも脱水
効率が改善される。 【００４０】また、小型サイクロン41は微粒子捕集率が
よいので、掘削用循環泥水中の微粒子蓄積を防止し、比
重等の性能を安定化することができる。末端の大型サイ
クロン42は土砂堆積、閉塞の防止等に役立つ。 【００４１】（第４実施例） 図４は、末端サイクロン分岐部の摩耗を防止する仕切り
を兼ねた導入部47を共有する対のサイクロン42の接続図
である。小型サイクロン42を省いて簡便なサイクロンと
してもよい。サイクロンを大小１個ずつの一対のサイク
ロン42、43としてもよい。 【００４２】（第５実施例） 図５は、主管から分岐をとり、弁44を設けて微粒子分離
の制御を容易にしたものである。入口部は浅くし、しか
も弁体突出を避け、かつ流れ死角を小にして泥堆積を防
止する構造にしている。バイパス弁48を使用して流量を
制御できる。バイパス泥水はノズル噴出により振動用水
流、多孔管からの噴出で槽内撹拌用等に使用できる。 【００４３】（第６実施例） 図１、図２に例示したように、炭酸ガスを吹き込む場
合、分配器１の上流側に設けた装置38または複数であり
得るノズル内39による吹き込みが適当である。被処理物
のｐＨが規格内でもゲル化傾向ならば炭酸ガスを使用す
ることによって分離、脱水を改善できた。単数または複
数の有効な場所から、炭酸ガスを有効量吹き込むことが
できる。有効性はｐＨ測定と沈降物の凝固性の目視、砂
分離性、脱水性等により容易に判定できる。撹拌機、混
合器は特に管路等に撹拌機能がないときに、いわゆるパ
イプラインミキサー、スタティツクミキサー等を使用で
きるが、一般に管路への吹き込み、あるいはポンプヘの
吸い込みも有効であり、サイクロン自体、撹拌混合器と
して働いた。 【００４４】（第７実施例） 図６は、振動板52と振動対象55の例を示す図である。振
動板52が駆動用泥水ノズルでポンプ水流51の脈動を利用
して振動板52に振動を発生させ、支点54、57で支持した
振動対象55を振動させて、粒子群の凍結、付着を防止す
る。支持部は条件によっては省略できる。 【００４５】（第８実施例） 図７は、液体サイクロン装置を槽へ簡単に固定するもの
で、振動による粒子分離、移動による機器の脱落を防止
するものである。液体サイクロンに固定したコの字型金
具60とボルト等のネジ61により槽59の側壁に固定でき
る。 【００４６】 【発明の効果】この発明によると、従来より困難であっ
た泥水、汚水、汚泥、スラリー等の分級、精製、リサイ
クル、土砂脱水または浄化などの処理が可能になり、装
置の組立て、設置を能率的に構成し、分離能力の調節を
容易にし、沈降槽中または堆積した土砂、泥、汚泥、雑
物から静置または簡易な脱水装置によって容易に水、懸
濁水、汚水等を分離できる等多くの効果を奏することが
できる。
あるいはペントナイト泥水、土砂、汚泥、上下水、汚染
土壌、河川、湖溜、港湾等の浚渫土あるいはヘドロなど
の泥水または流動性含水土砂より土砂を分離する装置に
関し、特に、脱水篩、沈降槽、液体サイクロン装置を効
率よく使用して分離処理を行うように構成し、排水の浄
化、廃棄物の脱水処理等に適した装置に関するものであ
る。 【０００２】 【従来の技術】従来より、泥水の脱水や分級に使用され
ている遠心デカンターは、ローター回転数を調整するこ
とにより分離する粒子径を変化させることができる。 【０００３】また、泥水の脱水や分級に沈降槽を利用す
ることにより、その深さと滞留時間を選定することによ
って同様に脱水操作や分級操作が可能である。 【０００４】しかし、遠心デカンターは高価であり、沈
降槽は沈降土砂の脱水が種々の条件に影響されるので単
独での使用は簡単ではなかった。また、多くの泥状物
は、ゲル化、緩衝沈降現象のために、自然沈降による脱
水は難しい。 【０００５】また、濾布による濾過脱水は、目詰まりに
よる閉塞障害があり、しかも分離粒子径が濾布によって
決まるので、操作中に自由な選択ができないという難点
があった。液体サイクロンも泥水の土砂分離に使用され
ているが、操作範囲が限定され、閉塞、摩耗等の障害が
多いという難点があり、原理的に沈降槽と同一扱いされ
ているので、高濃度スラリーやゲル化した汚泥は、サイ
クロン処理でも処理不能として廃棄され、輸送や廃棄場
所について社会問題になっている。また、濃縮された粉
粒あるいはスラリーは、その取り出し、分級、脱水を制
御する簡単で確実な方法がなかったので廃棄されてい
た。 【０００６】掘削工事の現場で発生する泥水からの土砂
の分離は、主として沈降槽によって行われ、まれに単段
の液体サイクロンを利用しているが、掘削条件の規格を
外れた泥水あるいは安定化泥水は、系から排出して廃棄
し、新たに調製されていた。従って、大量の汚泥の発
生、廃棄土砂発生の原因になっていた。 【０００７】安定化ベントナイト泥水の処理に際し、砂
分が多い地盤の掘削におて砂の混入が多い場合には、液
体サイクロン付の脱水篩を使用する方法が知られている
が、装置が高価で、しかも処理効果が安定せず、使用が
難しいものであった。 【０００８】このようなことから掘削工事、浚渫作業か
ら排出される大量の土砂を脱水処理し、あるいはリサイ
クルする低コストで簡易な処理方法の出現が求められて
いた。 【０００９】 【発明が解決しようとする課題】泥水処理において、液
体サイクロンは、比較的砂分が多い作業現場での使用に
限られていた。しかし、研究の結果、泥水を液体サイク
ロンで分離できる粒径範囲は、装置の規模、泥水の性質
により能力が限定され、その原因は通常の現場では状況
に応じた制御と単位装置の選択および組合せに問題があ
ることが解った。 【００１０】この問題は、稀薄泥水でなく濃縮泥水の脱
水篩への供給を容易にすること、および液体サイクロン
ヘ供給する泥水制御弁の閉塞と土塊の形成を防止するこ
と、土塊が栓状に生成したならばこれを捕捉し、再溶解
してサイクロンに供給することが必要であり、これが可
能になれば状況に応じて条件選定が可能かつ容易にな
り、液体サイクロン系の切換え、流量の調節等の使用条
件の変更と装置の据付け位置、使用工程の変更が容易な
サイクロン系を構成して能力を上げ、効率の改善、ポン
プ動力の節約が可能になる。 【００１１】泥土、泥水を処理する場合、脱水工程がコ
スト節約の障害になっている事例が多い。液体サイクロ
ン、脱水篩の濃縮度の向上、脱水率の改善によって堆積
脱水、強制脱水のコストを下げることができ、これは無
閉塞の弁系と測定系によって達成される。 【００１２】また、建設汚泥のゲル化したもののリサイ
クルが行われるた事例はなく、従ってその処理方法を確
立することが要であった。研究の結果、脱水処理すると
埋め戻し用に使用できる土砂が多いことが解った。 【００１３】この発明の泥水または流動性含水土砂より
土砂を分離する装置は、簡易に処理でき、または脱水す
ることを目的とするもので、浄化作業を同時に行うこと
もでき、従来の処理方法と組合わせて、高能率、低動力
消費で土砂の脱水処理やリサイクルをするだけではな
く、物理化学的、生化学的処理を含む総合的処理に適す
る装置を提供することをも目的とする。 【００１４】また、埋立てゴミの雑物分離、土砂洗浄、
簡易な脱水処理は埋立て地利用、汚染地回復のため必要
であった。 【００１５】この発明は、これらの課題を解決するもの
である。集塵に使用した水、微生物法水処理水の処理で
も閉塞が問題であり、水分離効率の良い低コスト装置、
部品、脱水技術がの出現が望まれていた。 【００１６】掘削に使用する泥水、安定化泥水中の砂、
シルトを分離する場合には屡々その濃度変動が起きてい
ることがわかった。一方、通常型サイクロンは低濃度で
は土砂分離しても、入り口高濃度では分離しない残留土
砂、シルトが多く、リサイクル不適または脱水障害にな
る微粒子除去に支障を来していることもわかった。 【００１７】 【課題を解決するための手段】この発明の泥水または流
動性含水土砂より土砂を分離する装置は、泥水または流
動性含水土砂を、脱水篩上の土砂と脱水篩を通過する泥
水とに分離する脱水篩と、この脱水篩を通過した泥水が
流入する沈降槽と、この沈降槽における沈降物を濃縮す
る第１液体サイクロンと、この沈降槽における沈降物を
第１液体サイクロンに送るとともに第１液体サイクロン
において濃縮されたものを上記脱水篩に戻す脱水系と、
沈降槽における泥水を濃縮する第２液体サイクロンと、
上記沈降槽における泥水を第２液体サイクロンに送ると
ともに第２液体サイクロンにおいて濃縮されたものを上
記脱水篩に戻す脱水系とを具備している。 【００１８】 【００１９】この発明は、脱水篩に供給される粒子スラ
リー濃度を高く維持し、液体サイクロン入り口高濃度で
は２段以上に液体サイクロンを通過し、必要時には、入
り口が低濃度のとき並列に使用して１段にすると同一液
体サイクロン数で処理能力が増加し、動力は節約でき
る。この操作は出口比重により自動または手動で切換え
できる。ただし弁の短絡開口または別の連通路によっ
て、弁全開位置でも停滞によるスラリー閉鎖がないよう
必要流量を保持するのがよい。沈降物が高濃度、高比重
になると界面検出または高濃度位置が検出され、ポンプ
の稼働、弁の開閉の自動制御が可能になる。 【００２０】液体サイクロンの１段は、単数または複数
の液体サイクロンの組合せであってよい。１つの組合せ
は直径の異なるものを含んでいてよい。シルト含量を制
御して、比重を所定値に維持するために、シルト分離用
の比較的小径の液体サイクロンを併用することがエネル
ギー節約の点で有利である。 【００２１】同型の液体サイクロンで均一な分離濃縮を
した後、脱水しようとすると、土砂塊内部に閉塞が起こ
り得るので脱水速度は低下する。従って、粒子分離能力
の異なったサイクロン径または分離条件で、別の排出口
から粒子束を脱水節上に供給すると脱水速度の遅い粒子
群が脱水速度の速い粒子群に包囲され、平均の脱水速度
が大きくなる。逆の場合でも透水性のよい層が存在する
ことによって脱水速度が向上する。これは主流と別にポ
ンプ、小径の液体サイクロンを設けて常時または必要時
使用するか、主流のポンプを利用して、小径の液体サイ
クロンを比較的大径の液体サイクロンに並列に連結し、
常時または必要に応じて使用することができる。同一処
理量を得るためには小型小径の液体サイクロンはより多
数を要し、設備費は比較的高くなるが、動力費は比較的
安くなる。 【００２２】多数の小径液体サイクロンの下出口の制御
は、従来複雑で高コストであったが、界面測定で弁また
はポンプ制御を行えば、粒子濃度別処理ができて制御の
単純、低コスト化が可能になる。また、小径液体サイク
ロンを使用する場合、小型遠心ポンプは所要の入り口圧
を得難いので大型ポンプの分岐流を並列利用するのが容
易かつ有利である。 【００２３】大量の土壌を脱水することは一般に困難で
ある。ところが粒度分離し、または浄化し脱水した土砂
成分を再び所望比率で混合すると容易に脱水し、浄化し
た土壌あるいは土砂が得られる。 【００２４】 【実施例】（第１実施例） 図１は、この発明の泥水または流動性含水土砂より土砂
を分離する装置の実施例を示す断面図である。図１に示
すように、この発明の装置は、泥水または流動性含水土
砂より小石や雑物３を分離する振動篩ストレーナー２
と、振動篩ストレーナー２で篩われた泥水または流動性
含水土砂を泥水と沈降物に分離する第１沈降槽４と、こ
の第１沈降槽４における沈降物を供給する脱水篩11と、
脱水篩11を通過した泥水および第１沈降槽４における溢
流泥水を流入させる第２沈降槽30と、この第２沈降槽30
における沈降物17、21、23をポンプ34、25により供給さ
れる液体サイクロン14、24と、第２沈降槽30における泥
水をポンプ18により供給される液体サイクロン19とによ
り構成されている。 【００２５】第２沈降槽30は、傾斜板仕切り32、33によ
って３つの沈降部に区画されており、傾斜板仕切り32の
底部は連通している。さらに、傾斜板仕切り32、33の間
には、もう１つの傾斜板仕切り31が設けられている。 【００２６】図１に示すように、泥水または水で流動性
を保持している土砂は、分配器１から振動篩ストレーナ
ー２上に供給され、小石や雑物３は分離されて沈降槽４
に流入する。 【００２７】土砂は、沈降槽４の底に沈降するので、泥
水と沈降物との界面を浮子29を備えたセンサー９によっ
て検出し、操作装置７により弁またはゲート６を制御し
て沈降物を脱水篩11上に供給する。沈降物の流動性は、
加振機10で発生させた振動によって維持することができ
る。 【００２８】第１沈降槽４における溢流泥水は、溢流口
５から沈降槽30の傾斜板仕切り31と32との間に流下し、
泥水が傾斜板仕切り31、32の間を通過して泥水層20と沈
降層21とに分離する。 【００２９】脱水篩11を通過した泥水は、なお土砂を含
んでおり、沈降部で泥水層16と沈降物17とに分離し、沈
降物17および沈降物21は、合わせてポンプ34により配管
12を経て脱水篩11に直接供給するか、配管13を経て液体
サイクロン14に供給して濃縮し、脱水篩11へ供給する。
液体サイクロン14の上口流は土砂分を含み易いので、傾
斜板仕切り32と33との間の泥水層20に流入させる。 【００３０】泥水層16および泥水層20は、ポンプ18によ
り液体サイクロン19に送って比較的小径または小粒子分
離条件で分離し、濃縮泥は脱水篩11に供給する。そし
て、液体サイクロン19の上口流は、比重あるいは成分に
よって分離され、泥水層35に流入させるか、次の貯槽に
送る。 【００３１】沈降物23は、ポンプ25により液体サイクロ
ン24に供給し、濃縮脱水操作するか、別の分離装置へ送
る。 【００３２】泥水層35の泥水は、ポンプ26により液体サ
イクロン27に送り、粗粒子を分離して貯槽28に送る。ま
た、バイパス弁36を経て全量または部分的に直送して比
重を調整することができる。このバイパス弁36の調整に
よって液体サイクロン27の分離性能の調節が可能にな
る。同様の調節は他の液体サイクロンについても可能で
ある。 【００３３】なお、ポンプ34の直送系12は、沈降槽４に
戻しても良いし、沈降槽４と同様の別の槽を追加しても
よく、動力の節約と機器摩耗防止に有用である。 【００３４】この発明は、複数の液体サイクロン14、1
9、24、27を分離性能の異なる諸元または条件で操作
し、複数の流路を設けたことに特徴がある。 【００３５】各沈降槽４、30には傾斜板を挿入できる。
この傾斜板には堆積固着防止のために振動を加えるのが
好ましく、振動は弱いものでもよい。また、泥水流の衝
突によっても振動を発生できる。 【００３６】脱水篩11への濃縮泥または土砂の供給位
置、その構造は試行によって任意に選択できる。沈降槽
30の傾斜した底板には加振機22が取り付けられており、
底板に振動を与えて底板上の粒子の移動を促進し、堆積
を防止する。 【００３７】比較的高いｐＨ、高い比重で流動性の悪い
泥を処理する際には、分配器１の上流側で炭酸ガスを吹
き込む装置38により炭酸ガスを吹き込むか、沈降槽30の
底からノズル39を経て炭酸ガスを吹き込むことにより、
ｐＨを８〜９.５程度に調節して、分離効果を上げ、測
定、操作も容易にする。また、比重の低下も改善でき
た。 【００３８】（第２実施例） 図２は、図１における沈降槽４を省略して簡略化した系
である。ストレーナー篩２と脱水篩11は同一振動系でも
よく、図１に示すように別体であってもよい。ポンプに
は昇降装置をつけた水中ポンプの使用が便利である。泥
水と沈降物との界面を浮子29を備えた公知のセンサー９
によって検出できる。 【００３９】（第３実施例） 図３は、泥水主管45に小型サイクロン41と比較的大型の
サイクロン42を接続して同時に稼働する例を示してい
る。比較的粗な粒子は慣性のために手前にある小型サイ
クロン41の入り口を通過して奥にある粗粒子サイクロン
42に補集されやすく、小型サイクロン41に供給される粒
子濃度が低下するので性能が向上し、大型サイクロン42
で濃縮された土砂は微粒子含有量が減り、両者とも脱水
効率が改善される。 【００４０】また、小型サイクロン41は微粒子捕集率が
よいので、掘削用循環泥水中の微粒子蓄積を防止し、比
重等の性能を安定化することができる。末端の大型サイ
クロン42は土砂堆積、閉塞の防止等に役立つ。 【００４１】（第４実施例） 図４は、末端サイクロン分岐部の摩耗を防止する仕切り
を兼ねた導入部47を共有する対のサイクロン42の接続図
である。小型サイクロン42を省いて簡便なサイクロンと
してもよい。サイクロンを大小１個ずつの一対のサイク
ロン42、43としてもよい。 【００４２】（第５実施例） 図５は、主管から分岐をとり、弁44を設けて微粒子分離
の制御を容易にしたものである。入口部は浅くし、しか
も弁体突出を避け、かつ流れ死角を小にして泥堆積を防
止する構造にしている。バイパス弁48を使用して流量を
制御できる。バイパス泥水はノズル噴出により振動用水
流、多孔管からの噴出で槽内撹拌用等に使用できる。 【００４３】（第６実施例） 図１、図２に例示したように、炭酸ガスを吹き込む場
合、分配器１の上流側に設けた装置38または複数であり
得るノズル内39による吹き込みが適当である。被処理物
のｐＨが規格内でもゲル化傾向ならば炭酸ガスを使用す
ることによって分離、脱水を改善できた。単数または複
数の有効な場所から、炭酸ガスを有効量吹き込むことが
できる。有効性はｐＨ測定と沈降物の凝固性の目視、砂
分離性、脱水性等により容易に判定できる。撹拌機、混
合器は特に管路等に撹拌機能がないときに、いわゆるパ
イプラインミキサー、スタティツクミキサー等を使用で
きるが、一般に管路への吹き込み、あるいはポンプヘの
吸い込みも有効であり、サイクロン自体、撹拌混合器と
して働いた。 【００４４】（第７実施例） 図６は、振動板52と振動対象55の例を示す図である。振
動板52が駆動用泥水ノズルでポンプ水流51の脈動を利用
して振動板52に振動を発生させ、支点54、57で支持した
振動対象55を振動させて、粒子群の凍結、付着を防止す
る。支持部は条件によっては省略できる。 【００４５】（第８実施例） 図７は、液体サイクロン装置を槽へ簡単に固定するもの
で、振動による粒子分離、移動による機器の脱落を防止
するものである。液体サイクロンに固定したコの字型金
具60とボルト等のネジ61により槽59の側壁に固定でき
る。 【００４６】 【発明の効果】この発明によると、従来より困難であっ
た泥水、汚水、汚泥、スラリー等の分級、精製、リサイ
クル、土砂脱水または浄化などの処理が可能になり、装
置の組立て、設置を能率的に構成し、分離能力の調節を
容易にし、沈降槽中または堆積した土砂、泥、汚泥、雑
物から静置または簡易な脱水装置によって容易に水、懸
濁水、汚水等を分離できる等多くの効果を奏することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の泥水または流動性含水土砂より土砂
を分離する装置の第１実施例を示す断面図、 【図２】第２実施例を示す断面図、 【図３】径が異なる複数サイクロンの第１の平面配置
図、 【図４】径が異なる複数サイクロンの第２の平面配置
図、 【図５】径が異なる複数サイクロンの第３の平面配置
図、 【図６】泥水流により振動を発生させる振動機の一例を
示す説明図、 【図７】液体サイクロンを取付ける金具を示す断面図で
ある。 【符号の説明】 １ 泥水またはスラリーの入り口分配器 ２ 振動篩ストレーナー ４、30 沈降槽 ５ 溢流堰 ６ 弁 ９、29 界面検出器 10、22 加振機 11 脱水篩 14、19、24、27 サイクロン 18、25、26、34 ポンプ 38、39 炭酸ガス吹き込み装置 47 仕切りを兼ねた導入部 52 振動板 55 振動対象 59 槽壁 61、62 締め付けネジ
を分離する装置の第１実施例を示す断面図、 【図２】第２実施例を示す断面図、 【図３】径が異なる複数サイクロンの第１の平面配置
図、 【図４】径が異なる複数サイクロンの第２の平面配置
図、 【図５】径が異なる複数サイクロンの第３の平面配置
図、 【図６】泥水流により振動を発生させる振動機の一例を
示す説明図、 【図７】液体サイクロンを取付ける金具を示す断面図で
ある。 【符号の説明】 １ 泥水またはスラリーの入り口分配器 ２ 振動篩ストレーナー ４、30 沈降槽 ５ 溢流堰 ６ 弁 ９、29 界面検出器 10、22 加振機 11 脱水篩 14、19、24、27 サイクロン 18、25、26、34 ポンプ 38、39 炭酸ガス吹き込み装置 47 仕切りを兼ねた導入部 52 振動板 55 振動対象 59 槽壁 61、62 締め付けネジ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｂ０４Ｃ 9/00 Ｂ０４Ｃ 9/00
Ｃ０２Ｆ 11/12 Ｃ０２Ｆ 11/12 Ｄ
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 泥水または流動性含水土砂より土砂を脱
水して排出する脱水篩と、 該脱水篩を通過した泥水を流入させる沈降槽と、 該沈降槽における沈降物を濃縮する第１液体サイクロン
と、 該第１液体サイクロンにおける濃縮物を上記脱水篩に供
給して、上記脱水篩上の脱水物を槽外に排出し、上記脱
水篩を通過した泥水を上記沈降槽へと戻す脱水系と、 上記沈降槽における泥水を濃縮する第２液体サイクロン
と、 該第２液体サイクロンにおける濃縮物を上記脱水篩に供
給して、上記脱水篩上の脱水物を槽外に排出し、上記脱
水篩を通過した泥水を上記沈降槽へと戻す脱水系と、 を具備することを特徴とする泥水または流動性含水土砂
より土砂を分離する装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36207292A JP3493203B2 (ja) | 1992-12-30 | 1992-12-30 | 泥水または流動性含水土砂より土砂を分離する装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36207292A JP3493203B2 (ja) | 1992-12-30 | 1992-12-30 | 泥水または流動性含水土砂より土砂を分離する装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06198212A JPH06198212A (ja) | 1994-07-19 |
| JP3493203B2 true JP3493203B2 (ja) | 2004-02-03 |
Family
ID=18475814
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36207292A Expired - Fee Related JP3493203B2 (ja) | 1992-12-30 | 1992-12-30 | 泥水または流動性含水土砂より土砂を分離する装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3493203B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4875859B2 (ja) * | 2005-06-24 | 2012-02-15 | 新日本製鐵株式会社 | 製鋼脱ガス排水中の浮遊物質の処理方法 |
| JP2007175652A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 汚泥濃縮装置及び汚泥濃縮装置の施工方法 |
| JP6632485B2 (ja) * | 2016-07-07 | 2020-01-22 | 水ｉｎｇ株式会社 | リン回収方法及びリン回収装置 |
-
1992
- 1992-12-30 JP JP36207292A patent/JP3493203B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06198212A (ja) | 1994-07-19 |
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