JP3965072B2 - 汚泥処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばシールド工事等で発生する泥土（建設発生土）を固化材と混合し改質する汚泥処理装置に係り、特に、固化材供給量をフィードバック制御することにより品質の安定した改質土砂製品を生成することができる汚泥処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えばシールド工事等で発生した汚泥を固化材と混合し、例えば埋め戻し土等として再利用可能な改質土砂製品に改質する汚泥処理が行われている。この汚泥処理に用いる汚泥処理システムは、一般的に、改質対象となる汚泥を受け入れほぼ一定量づつ供給する汚泥供給装置と、汚泥を固化する固化材をほぼ一定量づつ供給する固化材供給装置と、供給された汚泥及び固化材を混合し改質土砂を生成する汚泥処理装置とを備えている。このような汚泥処理システムとしては、例えば実開平３−１２８７９１号公報に記載された掘削土の改質装置等が、既に提唱されている。
【０００３】
上記従来技術では、シールド工事における発進立坑から、直接汚泥（掘削土）を汲み上げ、これを汚泥処理装置に導いている。この汚泥処理装置はいわゆるスクリューミキサを用いたもので、そのハウジングにおける汚泥の移送方向上流側にて固化材供給装置から固化材が供給されるようになっている。また、この従来技術では、ハウジングにおける汚泥の入口部分に供給される汚泥の含水比を検出する含水比センサが設けられており、この含水比センサの検出信号により、改質前の汚泥の含水比が検出される。そして、制御手段により含水比センサの検出信号に基づいて必要な固化材供給量が演算され、固化材供給装置に指令信号が出力されるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術には、ハウジングの改質土砂出口部分に改質土砂の含水比センサが設けられ、生成された改質土砂（改質後の汚泥）の含水比の検出信号を基に、固化材の供給量をフィードバック制御する構成も開示されている。しかしながら、この種の汚泥処理装置における汚泥の移送速度は比較的遅く、入口から供給された汚泥が改質されて出口から導出されるまでに時間を要する。つまり、入口付近で含水比を検出された汚泥が、改質された後、出口付近で再び含水比を検出されるまでには比較的長い時間がかかる。従って、上記従来技術で行われる固化材供給量のフィードバック制御には、比較的大きなタイムラグが生じることになる。その結果、固化材供給量を補正した時点で、供給される汚泥の含水比が既に変化している可能性があり、改質土砂製品の品質にばらつきが生じる恐れがある。
【０００５】
本発明は、以上の事柄について鑑みなされたものであり、その目的は、各種汚泥を原料として安定した品質の改質土砂製品を生成することができる汚泥処理装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、汚泥に固化材を混合して改質土砂とする汚泥処理装置において、投入された汚泥と固化材とを回転しながら攪拌する円筒状のハウジング、このハウジングの長手方向一方側の壁面から前記ハウジング内に導入された汚泥導入管路及び固化材導入管路、前記ハウジングの長手方向他方側の壁面から前記ハウジング外に導出された改質土砂搬出用スクリューコンベアを有する混合装置と、前記汚泥導入管路内に設けられ、改質前の汚泥の含水比を検出する第１の含水比検出手段と、前記ハウジング内に設けられ、固化材と混合された改質途中の汚泥の含水比を検出する第２の含水比検出手段と、前記固化材導入管路に固化材を供給する固化材供給手段と、前記第１の含水比検出手段、及び前記第２の含水比検出手段の検出信号に基づき、前記固化材供給手段による固化材の供給量を制御するための制御信号を前記固化材供給手段に送信する制御手段とを備える。
【０００７】
（２）上記目的を達成するために、また本発明は、汚泥に固化材を混合して改質土砂とする汚泥処理装置において、ハウジング、このハウジングの長手方向一方側から前記ハウジング内に導入された汚泥導入管路及び固化材導入管路、前記ハウジングの長手方向他方側に設けた改質土砂搬出用開口、前記ハウジング内に設けられた攪拌手段を有する混合装置と、前記汚泥導入管路内に設けられ、改質前の汚泥の含水比を検出する第１の含水比検出手段と、前記ハウジング内に設けられ、固化材と混合された改質途中の汚泥の含水比を検出する第２の含水比検出手段と、前記固化材導入管路に固化材を供給する固化材供給手段と、前記第１の含水比検出手段、及び前記第２の含水比検出手段の検出信号に基づき、前記固化材供給手段による固化材の供給量を制御するための制御信号を前記固化材供給手段に送信する制御手段とを備える。
【０００８】
上記（１）又は（２）においては、混合装置のハウジング内に第２の含水比検出手段を設け、この第２の含水比検出手段により、ハウジング内で改質されつつある汚泥及び固化材の混合物の含水比を検出する。また、ハウジングにおける汚泥導入管路内に第１の含水比検出手段を設け、供給される汚泥の含水比を検出する。このような構成とすることで、制御手段等により、第１の含水比検出手段の検出信号を基に、改質前の汚泥の含水比を演算し、これに応じて固化材供給量を決定することができる。同時に、第２の含水比検出手段の検出信号を基に、改質されつつあるハウジングの内容物（汚泥及び固化材の混合物）の含水比を演算し、この演算結果を予め設定した好適な範囲と比較することにより、固化材供給量の補正が可能となる。
【０００９】
ここで、本発明において、第２の含水比検出手段は、ハウジング内に設けられているために、上記従来技術に比べて第１の含水比検出手段との間の距離が短くなる。つまり、それだけ第１の検出手段により含水比を検出された汚泥が、第２の含水比検出手段により含水比を検出されるまでに要する時間を短縮することができる。ハウジング内の汚泥は、固化材と混合されつつあり、場所によっては既に改質土砂の品質が見定められる状態になっているため、上記構成により、固化材のフィードバック制御が可能となり、加えて第１及び第２の含水比検出手段の検出の時間差が短縮されるので、タイムラグの小さいフィードバック制御が実現される。従って、改質土砂製品の品質の安定化を図ることができる。
【００１０】
（３）上記（１）又は（２）において、好ましくは、前記第２の含水比検出手段は、前記ハウジングの長手方向ほぼ中央部に位置する。
【００１１】
（４）上記（３）において、更に好ましくは、前記第２の含水比検出手段は、前記ハウジングの長手方向中央部やや下流側に位置する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の汚泥処理装置の実施の形態を図面を用いて説明する。
図１は、本発明の汚泥処理装置の一実施の形態を用いた汚泥処理システムの概略構成を表す概念図である。この図１において、１００は汚泥投入機械で、本実施の形態においては、この汚泥投入機械１００として油圧ショベルを配置するが、必ずしもこれに限らず、例えばホイールローダ等、現場の事情に応じて他の機械に代えても構わない。ダンプトラック（図示せず）等により搬入された汚泥Ｐ１は、貯留場所となるピットＤ１に一時的に貯留され、この汚泥投入機械１００により掬い取られるようになっている。
【００１３】
２００は篩装置で、この篩装置２００は、上面に設けた格子部材（図示せず）を加振して、格子部材に投入された被選別対象物を粒度に応じて篩い分けるいわゆる振動篩である。但し、必ずしもこうした振動篩としなくとも、格子部材を単に固定した固定篩に代えても構わない。ピットＤ１に一時的に貯留された汚泥Ｐ１は、汚泥投入機械１００によりこの篩装置２００に投入され、例えば石等の異物や大塊を除去された上で、ピットＤ２に受け入れられるようになっている。
【００１４】
３００は上記同様の汚泥投入機械で、この汚泥投入機械３００は、ピットＤ２内の汚泥Ｐ２を救い取るものである。但し、現場の事情によっては、必ずしもこの汚泥投入機械３００は必要なく、上記汚泥投入機械２００と兼用しても構わない。
【００１５】
４００は混合装置６００（後述）に汚泥を供給する汚泥供給装置で、この汚泥供給装置４００は、汚泥を受け入れるホッパ４０１と、このホッパ４０１内の汚泥をほぼ一定量づつ導出する汚泥供給部４０２とで構成されている。本実施の形態において、汚泥供給部４０２は、例としてスクリューコンベア等で構成するが、例えばベルトコンベアや圧送ポンプ、パドルコンベア等としても構わず、その構成に限定されない。４０３は汚泥供給部４０２の駆動装置である。なお、この土砂供給装置４００から後述の混合装置６００への汚泥の供給は、図示しない汚泥供給手段により行われるようになっている。汚泥供給手段としては、例えば、スクリューコンベアや泥水ポンプ（圧送ポンプ）、パドルコンベア、或いはベルトコンベア等、様々考えられる。また、上記汚泥供給部４０２から直接混合装置６００に汚泥を供給する構成としても構わない。
【００１６】
５００は汚泥を固化する固化材の供給装置で、この固化材供給装置５００は、固化材の貯留部５０１と、この貯留部５０１内の固化材をほぼ一定量づつ供給する供給部５０２（図２参照）とで構成されている。以下に、この供給部５０２の一構成例を図２を用いて説明する。
【００１７】
図２は本発明の汚泥処理装置の一実施の形態を構成する固化材供給装置５００の供給部５０２の詳細構造を表す断面図である。この図２に示すように、この供給部５０２は、いわゆるロータリフィーダで構成したものである。５０３はフランジで、このフランジ５０３は、供給部５０２を、上記貯留部５０１の下部開口部（図示せず）に取付けるものである。５０４はケーシングで、このケーシング５０４の上下は、それぞれ固化材の入口５０５及び出口５０６として開口している。５０７はこれら入口５０５及び出口５０６の間に設けた定量供給部で、この定量供給部５０７は、内壁面が略円弧状に形成されている。５０８はこの定量供給部５０７内に設けたロータで、このロータ５０８は、ケーシング５０４に回転自在に支持された回転軸５０９と、この回転軸５０９に放射状に設けた複数の隔壁５１０とで構成されている。
【００１８】
即ち、入口５０５を介して定量供給部５０７に導かれた固化材は、隣接する隔壁５１０，５１０間の空間に導入され、ロータ５０８の回転に伴って上記出口５０６から下方に導出されるようになっている。また、隣接する隔壁５１０，５１０の間の空間容量は一定であり、ロータ５０８の回転速度に応じて各隔壁間空間からの固化材が順次下方に導出される構成であるため、この種のロータリフィーダにおいては、ロータ容量（設定）と、ロータ５０８の回転速度により固化材の供給量が決定される。ロータ５０８は、例えば電動モータ等により構成した駆動装置５１１（後述の図５参照）により回転駆動されるようになっている。
【００１９】
但し、このように本実施の形態においては、固化材供給装置５００の供給部５０２をロータリフィーダにより構成したが、これに限定されず、例えばスクリューフィーダ等といった他の種のフィーダに代えても構わない。仮にスクリューフィーダとした場合でも、オーガの回転速度を調整することで固化材供給量の制御が可能である。
【００２０】
図１に戻り、６００は混合装置で、この混合装置６００は、上記汚泥供給装置４００及び固化材供給装置５００からそれぞれ供給された汚泥及び固化材を混合し、改質土砂製品として改質するものである。
以下、この混合装置６００の構成を図３及び図４を用いて説明する。
【００２１】
図３は本発明の汚泥処理装置の一実施の形態を構成する混合装置の詳細構造を表す側断面図、図４は本発明の汚泥処理装置の一実施の形態を構成する混合装置の詳細構造を表す図３中IV−IV断面による断面図である。これら図３及び図４において、６０１はこの混合装置６００のハウジングで、このハウジング６００は、略円筒状に形成されている。また、このハウジング６０１は、長手方向一方側（図３中左側）側面のほぼ中央に汚泥及び固化材の入口６０２を、長手方向他方側（図３中右側）側面のほぼ中央に改質土砂の出口６０３を設けている。
【００２２】
６０４はハウジング６０１を支持する複数（この例では４つ）の支持ローラで、この支持ローラ６０４は、ベースフレーム６０５上にブラケット６０６を介して取付けられている。６０７はこの支持ローラ６０４のガイド部材で、このガイド部材６０７は、略リング状に形成され、ハウジング６０１の外周部に支持ローラ６０４を挟持するように、複数（この例では４つ）取付けられている。なお、各ローラ６０４（又は少なくとも１つのローラ６０４）は、駆動装置（図示せず）に接続して自転するようになっており、ローラ６０４の回転によりハウジング６０１が周方向に回転するようになっている。
【００２３】
また、特に図示していないが、ベースフレーム６０５等には、水準器等を設けて混合装置６００のレベルを把握できるようにすると好ましい。また、ベースフレーム６０５にレベルジャッキ等を複数設け、先の水準器を見ながらベースフレーム６０５のレベル調整が可能な構成とするのが好ましい。
【００２４】
６０８はハウジング６０１内の汚泥及び固化材を攪拌しつつ移送する攪拌板で、この攪拌板６０８は、ハウジング６０１の内壁面に対し、例えば溶接（ボルト締結でも構わない）等により略螺旋状に複数取付けられている。上記支持ローラ６０４が、図４に示すように矢印Ａ方向に回転すると、ハウジング６０１は矢印Ｂ方向に回転し、これにより、ハウジング６０１内の下方に貯留された汚泥及び固化材の混合物は、各攪拌板６０８の傾斜に沿って出口６０３方向に移送されつつ混合されるようになっている。ハウジング６０１内に導入された汚泥は水に近い状態のものもあるが、この攪拌板６０８により固化材と共に混合されつつ、移送されるに従い（図３中右側に行く程）、団粒状に固化され改質土砂として改質されていくようになっている。
【００２５】
６０９は固化材導入管路で、この固化材導入管路６０９は、固化材供給装置５００から受け入れた固化材をハウジング６０１内に導くものである。６１０は汚泥導入管路で、この汚泥導入管路６１０は、汚泥供給装置４００から受け入れた汚泥をハウジング６０１内に導くものである。これら固化材導入管路６０９及び汚泥導入管路６１０は、共に先端部が入口６０２内に臨むよう、ハウジング６０１の長手方向一方側（図３中左側）壁面からハウジング６０１内に導入（配設）されている。６１１はハウジング６０１の入口６０２近傍に位置する第１の含水比検出手段で、この第１の含水比検出手段６１１は、汚泥導入管路６１０内に設けられ、汚泥導入管路６１０中の改質前の汚泥の含水比を検出するものである。この第１の含水比検出手段６１１は、公知の含水比センサであり、例えば検出対象となる汚泥の誘電率を用いて含水比を検出し、その検出信号を出力するようになっている。
【００２６】
６１２はハウジング６０１内に設けた第２の含水比検出手段で、この第２の含水比検出手段６１２は、ハウジング６０１内のほぼ長手方向（図３中左右方向）部、また好ましくは中央部よりもやや下流側（出口６０３側）に位置している。６１３はこの第２の含水比検出手段６１２の支持部材で、この支持部材６１３は、ベースフレーム６０５に支持されている。そして、この支持部材６１３は、ベースフレーム６０５から立ち上がった後、屈曲して入口６０２内に延在し、ハウジング６０１内にて先端近傍が下方に向かって屈曲している。
【００２７】
第２の含水比検出手段６１２は、支持部材６１３の先端に取付けられてハウジング６０１下方に位置しており、ハウジング６０１内の汚泥及び固化材の混合物に浸漬するようになっている。なお、図３中に破線で示したように、第２の含水比検出手段６１２からのリード線は、支持部材６１３の内部を通ってハウジング６０１外に延びている。この第２の含水比検出手段６１２も、第１の含水比検出手段６１１と同様、公知の含水比センサであり、例えば検出対象となる汚泥及び固化材の混合物の誘電率を用いて含水比を検出し、その検出信号を出力するようになっている。
【００２８】
６１４は改質土砂搬出用スクリューコンベアで、この改質土砂搬出用スクリューコンベア６１４の上流側（図３中左側）端部は、出口６０３を介してハウジング６０１内に臨むよう配設されている。この改質土砂搬出用スクリューコンベア６１４の上流側端部は、図３に示すように、端面が上方を仰ぐように斜めに形成されており（端に端部の上方側が開口するよう形成するだけでも良い）、出口６０３付近で、上記攪拌板６０８により持ち上げられた改質土砂を受け止めるようになっている。なお、図３に示すように、本実施の形態において、この改質土砂搬出用スクリューコンベア６１４の代わりに、例えば、ベルトコンベアやパドルコンベア等、他の搬送手段を用いても構わない。
【００２９】
なお、６１５は、この改質土砂搬出用スクリューコンベア６１４に設けた第３の含水比検出手段で、この第３の含水比検出手段６１５は、最終的にハウジング６０１外に導出される改質土砂の含水比を検出するものである。この第３の含水比検出手段６１５の検出結果は、例えば最終的な改質土砂の品質チェック等に用いることができるが、本実施の形態において、必ずしも必要なく省略しても構わない。
【００３０】
以上のような構成により、混合装置６００は、汚泥及び固化材を混合し、改質土砂として導出するようになっている。なお、本実施の形態の汚泥処理装置は、第１及び第２の含水比検出手段６１１，６１２を有する混合装置６００と、固化材供給装置５００と、後述の制御手段７００とで構成されている。
【００３１】
図５は本発明の汚泥処理装置の一実施の形態における固化材供給量の制御概念を表すブロック図である。この図５において、７００は制御手段で、この制御手段７００は、上記第１及び第２の含水比検出手段６１１，６１２からの検出信号に基づき、固化材供給装置５００を制御する機能を有するものである。制御手段７００は、Ａ／Ｄ変換器７０１、ＲＯＭ７０２、ＣＰＵ７０３、Ｄ／Ａ変換器７０４、アンプ（増幅器）７０５、及びＲＡＭ７０６等を備えている。即ち、制御手段７００において、入力された検出信号はＡ／Ｄ変換器７０１を介してディジタル信号に変換され、ＲＯＭ７０２に予め格納された制御手順プログラムや定数等に順じて、ＣＰＵ７０３により演算処理されるようになっている。そして、ＣＰＵ７０３の演算結果は、Ｄ／Ａ変換器７０４を介してアナログ信号に変換され、アンプ７０５にて増幅されて出力されるようになっている。
【００３２】
図６は、この制御手段７００による固化材供給量の制御手順を表すフローチャートである。この図６及び図５を参照し、図１に示した汚泥処理装置による汚泥処理を開始する際には、まず、ステップ１１０にて汚泥の含水比に対する固化材の添加率（或いは改質土砂の所望の含水比等）の設定値を入力する。この設定値は、例えば上記ＲＯＭ７０２又はＲＡＭ７０６等に記憶される。次に、ステップ１２０に移って運転を開始し、混合装置６００に汚泥が供給される。
【００３３】
ステップ１３０では、第１の含水比検出手段６１１による、改質前の汚泥の含水比の検出信号が入力される。制御手段７００は、ＲＯＭ７０２内のプログラムに順じ、ステップ１１０の設定値を基に固化材供給量を演算し、固化材供給装置５００の駆動装置５１１への指令信号を演算し送信（出力）する。これにより、ステップ１４０にて固化材が供給され、汚泥及び固化材の混合が開始される。
【００３４】
ステップ１５０では、第２の含水比検出手段６１２による、改質中の汚泥及び固化材の混合物の含水比の検出信号が入力される。そして、ステップ１６０では、この検出結果が、予め格納した設定範囲内の値であるかどうかが判定され、設定範囲外の値であればステップ１７０に移る。
【００３５】
ステップ１７０では、改質中の汚泥及び固化材の混合物の含水比の検出結果から、固化材供給量の補正量を演算する。この補正量としては、例えば含水比の演算結果が設定範囲を上回れば固化材供給量の増量を演算し、逆に含水比の演算結果が設定範囲を下回れば固化材供給量の減量を演算する。但し、含水比が高い分には品質上問題ない場合等では、演算結果が下回った時のみ固化材供給量の増量を補正量として演算する構成としても構わない。そして、この演算した補正量を基に固化材供給装置５００の駆動装置５１１への指令信号を補正し、ステップ１４０に戻って上記手順を繰り返す。そして、最終的にステップ１６０にて第２の含水比検出手段６１２の検出信号に基づく含水比の演算結果が、設定範囲内となったらこの制御手順を終了する。なお、この制御手段７００は、上記第３の含水比検出手段６１５の検出信号を基に生成された改質土砂の含水比を演算することもできるようになっている。この演算結果は、最終的な改質土砂の品質の確認に用いることができる。但し、前述したように、この第３の含水比検出手段６１５は、必ずしも必要ない。
【００３６】
本実施の形態においては、以上の手順を繰り返すことにより、固化材供給量をフィードバック制御し、最終的に好ましい含水比となった改質土砂が、前述の改質土砂導出手段６１４によりハウジング６０１外に導出されるようになっている。
【００３７】
再び図１に戻り、８００は改質土砂搬出用コンベアで、この改質土砂搬出用コンベア８００は、混合装置６００の上記改質土砂搬出用スクリューコンベア６１４から導出された改質土砂を受け入れ、所定の集積位置Ｓに集積するものである。９００は集塵装置で、この集塵装置９００は、混合装置６００のハウジング６０１内で発生する粉塵等を吸引し、回収するものである。なお、図１に示すように、本実施の形態において、この改質土砂搬出用コンベア８００としてベルトコンベアを用いる構成としたが、これに限られる必要はない。例えば、スクリューコンベアやパドルコンベア等、他の種の搬送装置を代わりに配置しても構わない。
【００３８】
次に、以上の構成の汚泥処理装置の動作を以下に説明する。
図１において、ダンプトラック等により搬入された汚泥は、ピットＤ１に一時的に貯留される。このピットＤ１に貯留された汚泥は、汚泥投入機械１００により篩装置２００に投入され、異物や大塊を除去されてピットＤ２に一時的に貯留される。ピットＤ２に貯留された汚泥は、汚泥投入機械３００により汚泥供給装置４００に投入され、その汚泥供給部４０２により混合装置６００にほぼ一定量づつ供給される。混合装置６００に供給された汚泥は、固化材供給装置５００から供給された固化材と共に混合され改質される。混合装置６００から導出された改質土砂は、改質土砂搬出用コンベア８００により搬送され、最終的に集積位置Ｓに集積される。また、以上の汚泥処理作業中、混合装置６００内で発生する粉塵等は、集塵装置９００に回収される。なお、集積位置Ｓに集積された改質土砂は、例えばホイールローダ（図示せず）等により適宜ダンプトラック等に積載され、出荷される。
【００３９】
そして、本実施の形態においては、前述したように、混合装置６００に設けた第１及び第２の含水比検出手段６１１，６１２の検出信号を基に、制御手段７００により、固化材供給装置５００からの固化材の供給量がフィードバック制御され、混合装置６００にて生成される改質土砂は、含水比は設定範囲内にある安定した品質のものとされる。
【００４０】
本実施の形態で得られる作用効果を以下に説明する。
（１）改質土砂製品の品質安定化
本実施の形態においては、混合装置６００のハウジング６０１内に第２の含水比検出手段６１２を設け、この第２の含水比検出手段６１２により、ハウジング６０１内で改質されつつある汚泥及び固化材の混合物の含水比を検出する。また、ハウジング６０１に設けた汚泥の入口６０２近傍に位置するよう、汚泥導入管路６１０内に第１の含水比検出手段６１１を設け、供給される汚泥の含水比を検出する。そして、制御手段７００により、第１の含水比検出手段６１１の検出信号を基に、固化材供給量を決定する。このとき、第２の含水比検出手段６１２により、改質されつつあるハウジング６０１の内容物（＝汚泥及び固化材の混合物）の含水比を検出し、これに応じて固化材供給量を補正する。
【００４１】
第２の含水比検出手段６１２は、ハウジング６０１内に設けられているため、仮に第２の含水比検出手段６１２をハウジング６０１の出口６０３近傍位置に設ける場合と比べ、第１の含水比検出手段６１１との間の距離が比較的短くなっている。つまり、それだけ第１の検出手段６１１により含水比を検出された汚泥が、第２の含水比検出手段６１２により含水比を検出されるまでの時間差を短縮することができる。ハウジング６０１内の汚泥は、固化材と混合されつつあり、本実施の形態のように、第２の含水比検出手段６１２を、ハウジング６０１内のほぼ中央部（中央付近）、若しくは中央部よりも下流側（出口６０３側）に設けることより、既に改質土砂の品質を見定めることができる状態の混合物の含水比を検出することができる。これにより、効果的な固化材のフィードバック制御が可能となり、加えて第１及び第２の含水比検出手段６１１，６１２の検出の時間差を短縮することにより、タイムラグの小さなフィードバック制御が実現され、改質土砂製品の品質の安定化を図ることができる。
【００４２】
（２）生産性向上
上記のように、本実施の形態によれば、品質が安定した改質土砂製品を生成することができるので、不良品の発生を低減することができ、その結果、歩留りを低減し生産性を向上させることができる。
【００４３】
次に、本発明の汚泥処理装置の他の実施の形態を図７を用いて説明する。
図７は、本発明の汚泥処理装置の他の実施の形態を構成する混合装置の詳細構造を表す側断面図である。この図７に示すように、本実施の形態で用いる混合装置６５０は、いわゆるパドル式の混合装置により構成されており、架台（図示せず）により地面から所定の高さ位置に支持されている。
【００４４】
図７において、６５１は混合装置６５０のハウジングで、このハウジング６５１は、下部側が攪拌手段６５６（後述）の回転軌跡に沿うよう、略トラフ状に形成されている。このハウジング６５１内の長手方向（図７中左右方向）ほぼ中央部（好ましくは中央よりも出口側）には、上記第２の含水比検出手段６１２が設けられている。６５２は汚泥及び固化材の入口で、この入口６５２は、ハウジング６５１の長手方向一方側（図７中左側）の上部に設けられている。６５３は改質土砂搬出用開口で、この改質土砂搬出用開口６５３は、ハウジング６５１の長手方向他方側（図７中右側）の下部に設けられている。
【００４５】
６５４は上記の固化材供給装置５００（図１参照）からの固化材をハウジング６５１内に導く固化材導入管路である。６５５は上記の汚泥供給装置４００（図１参照）からの汚泥をハウジング６５１内に導く汚泥導入管路である。これら固化材供給管路６５４及び汚泥導入管路６５５は、先端が上記入口６５２上方に臨むように配設されている（ハウジング６５１の長手方向一方側（図７中左側）から直接ハウジング６５１内に導入しても良い）。なお、本実施の形態においても、汚泥導入管路６５５内には、改質前の汚泥の含水比を検出する上記の第１の含水比検出手段６１１が設けられている。
【００４６】
６５６は導入した汚泥及び固化材を混合する攪拌手段（パドルミキサ）である。この攪拌手段６５６は、ハウジング６５１内の長手方向（図７中左右方向）に延在した回転軸６５７と、この回転軸６５７に対し放射状に植設した複数の攪拌翼（パドル）６５８とで構成されている。各攪拌翼６５８は、回転軸６５７の軸線方向に対し回転方向に向かうよう傾斜している。なお、この攪拌手段６５６は、その本数に限定されるのもではなく、１本としても構わないし、複数本としても構わない。複数設けた場合、それぞれ略平行となるように配設し、かつ隣接するもの同士が互いに逆方向に回転する構成とするのが望ましい。攪拌手段６５６を複数設けても、各攪拌手段６５６の移送方向を同一（この例では図７中右方向）とするために、互いに逆回転する攪拌手段にあっては、攪拌翼６５８の傾斜方向を逆にする（いずれにしても軸線方向に対し回転方向を向くように傾斜させる）。例として、本実施の形態においては、この攪拌手段６５６を２本設ける構成とする。
【００４７】
６５９，６５９は回転軸６５７の軸受、６６０は各回転軸６５７の後端（図７中右端）近傍に設けたギアで、攪拌手段６５６を複数本設けた場合、隣接する回転軸６５７同士は、このギア６６０を介して係合する（但し、これに限られず例えばベルト等で連結する構成としても良い）。６６１は攪拌手段６５６を回転駆動する駆動装置で、この駆動装置６６１の出力軸（図示せず）は、回転軸６５７の後端に直結している。こうした構成により、駆動装置６６１を回転駆動することによって、隣接する回転軸６５７同士が同時かつ互いに反対方向に回転駆動されるようになっている。なお、６６２はハウジング６５１内の点検用の点検窓である。
【００４８】
その他の構成、例えば第１及び第２の含水比検出手段６１１，６１２の制御手段７００（図５参照）への出力や、制御手段７００の固化材供給量の制御手順、また汚泥処理システムを構成する他の機器の構成等は、先の図１乃至図６と同様である。
【００４９】
以上の構成により、ハウジング６５１の入口６５２から導入された汚泥及び固化材は、攪拌手段６５６により均一に攪拌・混合されつつ改質土砂搬出用開口６５３に向かって移送される。そして、この移送の間に改質土砂が生成される。こうして生成された改質土砂は改質土砂搬出用開口６５３から自重の作用で上記の改質土砂搬出手段８００（図１参照）上に導出される。
【００５０】
本実施の形態においても、ハウジング６５１に設けた入口６５２近傍（汚泥導入管路６５５内）に、改質前の汚泥の含水比を検出する第１の含水比検出手段６１１が設けられている。また、ハウジング６５１内（長手方向ほぼ中央部、好ましくは中央部よりやや下流側、即ち改質土砂搬出用開口６５３寄り）の下方に、改質中の汚泥及び固化材の混合物の含水比を検出する第２の含水比検出手段６１２が設けられている。このように、パドル式の混合装置を汚泥処理装置として応用した場合にも、本発明は適用できる。勿論、その他、例えばスクリューミキサ等、他の種の混合装置を汚泥処理装置に応用した場合にも本発明は適用可能である。これらの場合も、前述の一実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００５１】
本発明の汚泥処理装置の更に他の実施の形態を図８を用いて説明する。
図８は、本発明の汚泥処理装置の更に他の実施の形態の概略構成を表す側断面図である。但し、図３と同様の部分、また同様と見なす部分ことができる部分には、図３と同様の符号を付し説明を省略する。この図８に示すように、本実施の形態の汚泥処理装置は、混合装置に、固化材の貯留部５０１、供給部５０２（共に図５参照）、制御手段７００（図示せず）を設けたもので、単体で汚泥処理可能なものである。即ち、貯留部５０１及び供給部５０２は、固化材導入管路６０９に直接接続しており、供給部５０２を介して供給される固化材が、汚泥と共にハウジング６０１内に導入され、汚泥及び固化材が混合されて改質土砂となる。そして、改質土砂は、改質土砂搬出用スクリューコンベア６１４により搬送され、最終的に改質土砂出口６２０から排出されるようになっている。
【００５２】
本実施の形態においても、第１及び第２の含水比検出手段６１１，６１２が、それぞれ汚泥導入管路６１０内、ハウジング６０１内（長手方向ほぼ中央部、好ましくは中央部よりやや下流側）に設けられている。そして、制御手段７００により、これら第１及び第２の含水比検出手段６１１，６１２の検出信号を基に、供給部５０２の駆動部（図示せず、図５の駆動装置５１１参照）の駆動速度を調節し、固化材供給量をフィードバック制御するようになっている。
【００５３】
本実施の形態のように、固化材供給機能、混合機能、改質土砂の搬出機能を一体的に有する汚泥処理装置にも、本発明は適用可能であり、同様の効果を得ることができる。
【００５４】
また、以上において、混合装置６００，６５０の改質対象物として、例えばシールド工事等により発生する掘削土等を始めとする汚泥を例に挙げて説明してきたが、本発明の汚泥処理装置の改質対象物としては、他にも様々なものが考えられる。例えば飼育場・工場等で発生する家畜・鶏・ラット等の動物糞尿や、湖沼・河川・港湾の浚渫工事現場で発生する浚渫土等も改質可能である。
【００５５】
また、改質土砂の品質安定化のために、固化材の供給量を制御する構成としたが、例えば第２の含水比検出手段６１２の検出結果を基に、汚泥の供給量をフィードバック制御する構成も考えられる。この場合、例えば固化材の供給量を一定とし、先の図６のフローチャートにおけるステップ１６０にて、改質中の改質土砂（改質されつつある汚泥及び固化材の混合物）の含水比が設定範囲を上回る場合、汚泥供給装置４００の駆動装置（図示せず）に指令信号を出力して汚泥の供給量を減少させる構成とすれば足りる。また、反対に含水比が設定範囲を下回る場合、汚泥の供給量を増加させる構成としても良い。但し、一般的に、汚泥処理において、汚泥の供給量は固化材の供給量に対して大きく、またその量や性状も安定しないため、本発明のように、固化材供給量を制御する構成が好ましい。
【００５６】
【発明の効果】
本発明によれば、第２の含水比検出手段をハウジング内に設けることで、従来に比べて、第１の検出手段により含水比を検出された汚泥が、第２の含水比検出手段により含水比を検出されるまでに要する時間を短縮することができる。これにより、タイムラグの小さいフィードバック制御が実現され、改質土砂製品の品質の安定化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の汚泥処理装置の一実施の形態を用いた汚泥処理システムの概略構成を表す概念図である。
【図２】本発明の汚泥処理装置の一実施の形態を構成する固化材供給装置の供給部の詳細構造を表す断面図である。
【図３】本発明の汚泥処理装置の一実施の形態を構成する混合装置の詳細構造を表す側断面図である。
【図４】本発明の汚泥処理装置の一実施の形態を構成する混合装置の詳細構造を表す図３中IV−IV断面による断面図である。
【図５】本発明の汚泥処理装置の一実施の形態における固化材供給量の制御概念を表すブロック図である。
【図６】本発明の汚泥処理装置の一実施の形態における固化材供給量の制御手順を表すフローチャートである。
【図７】本発明の汚泥処理装置の他の実施の形態を構成する混合装置の詳細構造を表す側断面図である。
【図８】本発明の汚泥処理装置の更に他の実施の形態の概略構成を表す側断面図である。
【符号の説明】
５００ 固化材供給装置（固化材供給手段）
５０１ 貯留部（固化材供給手段）
５０２ 供給部（固化材供給手段）
６００ 混合装置
６０１ ハウジング
６０９ 固化材導入管路
６１０ 汚泥導入管路
６１１ 第１の含水比検出手段
６１２ 第２の含水比検出手段
６５０ 混合装置
６５１ ハウジング
６５４ 固化材導入管路
６５５ 汚泥導入管路
６５６ 攪拌手段
６５７ 回転軸
６５８ 攪拌翼
７００ 制御手段

Claims (4)

1. 汚泥に固化材を混合して改質土砂とする汚泥処理装置において、
   投入された汚泥と固化材とを回転しながら攪拌する円筒状のハウジング、このハウジングの長手方向一方側の壁面から前記ハウジング内に導入された汚泥導入管路及び固化材導入管路、前記ハウジングの長手方向他方側の壁面から前記ハウジング外に導出された改質土砂搬出用スクリューコンベアを有する混合装置と、前記汚泥導入管路内に設けられ、改質前の汚泥の含水比を検出する第１の含水比検出手段と、
   前記ハウジング内に設けられ、固化材と混合された改質途中の汚泥の含水比を検出する第２の含水比検出手段と、
   前記固化材導入管路に固化材を供給する固化材供給手段と、
   前記第１の含水比検出手段、及び前記第２の含水比検出手段の検出信号に基づき、前記固化材供給手段による固化材の供給量を制御するための制御信号を前記固化材供給手段に送信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。
2. 汚泥に固化材を混合して改質土砂とする汚泥処理装置において、
   ハウジング、このハウジングの長手方向一方側から前記ハウジング内に導入された汚泥導入管路及び固化材導入管路、前記ハウジングの長手方向他方側に設けた改質土砂搬出用開口、前記ハウジング内に設けられた攪拌手段を有する混合装置と、
   前記汚泥導入管路内に設けられ、改質前の汚泥の含水比を検出する第１の含水比検出手段と、
   前記ハウジング内に設けられ、固化材と混合された改質途中の汚泥の含水比を検出する第２の含水比検出手段と、
   前記固化材導入管路に固化材を供給する固化材供給手段と、
   前記第１の含水比検出手段、及び前記第２の含水比検出手段の検出信号に基づき、前記固化材供給手段による固化材の供給量を制御するための制御信号を前記固化材供給手段に送信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。
3. 請求項１又は２記載の汚泥処理装置において、前記第２の含水比検出手段は、前記ハウジングの長手方向ほぼ中央部に位置することを特徴とする汚泥処理装置。
4. 請求項３記載の汚泥処理装置において、前記第２の含水比検出手段は、前記ハウジングの長手方向中央部やや下流側に位置することを特徴とする汚泥処理装置。

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