JP4004107B2 - Slurry continuous reforming system - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、土木工事等に伴い発生するスラリーを連続的に改質するスラリー連続改質システムに関する。
【0002】
【背景技術および発明が解決しようとする課題】
泥水工法の分野では、泥水処理システムは、例えば安定液を用いた立坑の掘削工法や、泥水式シールド工法等において、工事に使用した排泥水としてのスラリーを処理するために用いられている。ここで、スラリーとは、水と微細粒子が混合した液体のことであり、地中連続壁の安定液や、泥水式シールド工法等における泥水も含まれる。
【0003】
このような泥水処理システムは通常、地上に設けられることが多いため、現場用地の制約から設置スペースが小さくかつ柔軟性のあるレイアウトが要求され、しかも工事現場からの排泥水を短時間に処理できる能力も要求される。
【0004】
例えば、泥水式シールド機を用いて切羽を掘削する場合、泥水式シールド機内で切羽の安定に用いられた泥水は、掘削土砂と撹拌混合されたスラリーとなって地上の泥水処理設備へ送り返される。泥水処理設備では、送り返されてくるスラリーから土砂成分を分離除去して必要な成分調整を行った後、再度シールド機に向け送り出す処理を行う。
【0005】
前記泥水処理設備は通常、1次処理設備と2次処理設備とを含んで構成される。
【0006】
泥水式シールド機から地上に送られてくるスラリーは、まず1次処理設備で処理された後、調整槽に貯えられる。1次処理設備では、液体サイクロンを用いて、粒径74μm以上の砂等が除去され、さらに振動篩にかけられることにより、74μm以下のシルトや、粘土を含んだスラリーとなって調整槽に貯えられる。1次処理設備で分離された土砂は、ベルトコンベヤーを介しホッパーに貯えられ、ダンプカー等で排土として搬出される。
【0007】
調整槽に貯えられたスラリーは、作泥設備により増粘剤等が添加されて粘性調整等が行われ、さらに清水槽から水が供給されての密度調整等が行われることにより、その成分調整が行われ、送泥管を介して再度シールド機に向け送られる。
【0008】
このような調整槽内における成分調整を行う場合、清水槽から送られる水により、調整槽内のスラリーがオーバーフローする。このオーバーフローしたスラリーは余剰泥水として余剰泥水槽に貯えられる。この余剰泥水は2次処理設備で処理され、水とそれ以外のシルト粘土分とに分離され、分離されたシルト粘土は改質された状態でホッパーに供給される。そして、ホッパーに貯えられた土砂は、残土としてダンプカー等により排出され、産業廃棄物の中間処理場等へ運び出される。
【0009】
従来、この2次処理設備は、余剰泥水層から取り出される泥水に、凝集剤を添加し、これをフィルタープレスで極めて高い圧力で圧縮し、水とそれ以外の土砂成分とに分離していた。そして分離された水は3次処理設備を介して放流され、土砂成分は、固まった状態となって搬出され、ベルトコンベヤーによりホッパーへ搬入されていた。
【0010】
しかし、このようなフィルタープレスを用いる手法では、余剰泥水としてのスラリーを極めて高い圧力で圧縮しなければならないため、フィルタープレス自体の機械的強度に非常に高いものが要求される。このため、システム全体が大型でかつ高価なものとなってしまう。
【0011】
このような問題を解決するため、2次処理設備に液体サイクロンを用いて余剰泥水であるスラリーを濃縮化し、この濃縮スラリーを改質剤を加えて改質する泥水処理設備の提案もなされている。
【0012】
この提案に係る泥水処理設備は、通常は濃縮スラリーに改質剤を混入して改質し、このようにして得られた改質土砂をホッパー等に一時的に貯蔵し、その後ダンプカー等で搬出していた。
【0013】
したがって、改質された土砂を格納するための大きなスペースが必要となり、しかもこの格納スペースは土砂搬出の効率を考えると、ダンプカー等への積み込みエリアに近接して設けなければならず、そのレイアウトも限定されたものとなってしまう。この結果、この提案に係る泥水処理設備も、広い設置スペースが必要となり、改質時間もかかるという問題があった。
【0014】
本発明の目的は、土砂を任意の位置まで液体のまま搬送し、その出口付近で直ちに改質させる構成を採用することにより、地上設備の省面積化を図り、かつ、スラリーを短時間かつ連続的に改質するスラリー連続改質システムを提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明に係るスラリー連続改質システムは、処理対象となるスラリーが搬送される第1の経路と、
前記第1の経路内を搬送されるスラリーに、スラリーを改質するための改質剤を混入する改質剤混入手段と、
前記スラリーに混入された前記改質剤を、前記スラリー内に均等に分散するスタティックミキサーと、
前記分散後のスラリーを攪拌する攪拌ミキサーと、
当該攪拌ミキサーの回転速度を制御する制御手段と、
前記第1の経路の上流側に設けられ、前記スラリーの密度を測定する密度測定手段と、
前記第1の経路の上流側に設けられ、前記スラリーの流量を測定する流量測定手段と、
を含み、
前記制御手段は、前記密度測定手段により測定された密度と、前記流量測定手段により測定された流量とに基づき、前記攪拌ミキサーの回転速度を制御することを特徴とする。
【0016】
また、前記制御手段は、前記密度測定手段により測定された密度と、前記流量測定手段により測定された流量とに基づき、前記改質剤の混入量が調整されるように前記改質剤混入手段を制御してもよい
【0017】
【0018】
【0019】
【0020】
【0021】
【0022】
【0023】
発明によれば、スラリーに改質剤を添加した後、分散手段により、改質剤を速やかにスラリー中に均等に分散させ、攪拌手段によって攪拌することにより、高速伏流を発生させ、強いせん断力をスラリーに発生させることができる。これにより、改質効果を高めることができ、連続かつ短時間にスラリーを改質することができる。
【0024】
また、前記攪拌ミキサーは、
ケーシングと、
前記ケーシング内に設けられ、回転駆動されることによってスラリーの攪拌を行う羽体と、
前記羽体の回転面に隣接する形で前記ケーシング内に設けられ、スラリーに伏流を発生させる伏流発生スペースと、
前記羽体の回転面の中心側からケーシング内にスラリーを導入する導入口と、
攪拌後のスラリーを前記羽体の回転面の中心より外側から吐出する吐出口と、
を含み、
前記制御手段は、前記羽体の回転速度を制御してもよい
【0025】
これによれば、改質剤添加後のスラリーをスタティックミキサーを用いて攪拌することにより、短時間、例えば2、3秒で改質剤をスラリー中に均等に分散させることができる。また、改質剤を均等に分散させたスラリーを攪拌ミキサーを用いて攪拌することにより、スラリーに強いせん断力を発生させ、改質効果を高めることができる。これは、導入口から羽体の回転中心軸に向けて導入されたスラリーが、羽体によって回転され、ケーシング内の伏流発生スペースおよびその近辺で発生した伏流によって強いせん断力を付与されることによる。
【0026】
【0027】
また、これによれば、スラリーの比重等に応じて羽体の回転速度を調整することができるため、処理対象となるスラリーの性状に応じて適切に改質できる。
【0028】
【0029】
【0030】
【0031】
また、前記第1の経路より下流側に第2の経路が設けられ、前記第2の経路に、スラリーに安定剤を添加する安定剤添加手段が設けられていてもよい
【0032】
これによれば、第1の経路により攪拌混合し、第2の経路により改質時間を確保することができ、効率的にスラリーを改質できる。
【0033】
【0034】
【0035】
【0036】
また、これによれば、スラリーに安定剤を添加して改質させることができるため、改質土が産業廃棄物の中間処理場に運搬されて固化した後も長期間安定した状態を保つことができる。
【0037】
【0038】
【0039】
【0040】
【0041】
【0042】
【0043】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるスラリー連続改質システムを活用した好適な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【0044】
図1は、スラリー200に改質剤210を添加した状態を示す概略図である。ここで、改質とは、凝結作用により、微細粒子の表面電位が中和され、粒子同士が結合しやすくなり、高分子の官能基による水素結合等による架橋吸着作用により、粒子が粗大化されることをいう。このため、改質剤210としては、微細なアニオン系ポリマー粒子212を、アニオン系ポリマー粒子212と反応しない非水系の媒体214に分散懸濁させたものが好ましい。
【0045】
アニオン系ポリマー粒子212は単鎖状高分子体であるため、改質剤210をスラリー200に添加すると、アニオン系ポリマー粒子212内のイオン基同士の静電気反発力により、固まりであった単鎖状高分子が、それぞれ鎖が延びた状態となる。この状態で攪拌混合すると、前記単鎖状高分子の官能基による水素結合等による架橋吸着作用により、粒子を粗大化させることができる。
【0046】
図1(A)は、スラリー200の概略図であり、スラリー200は、主に粘土粒子202と水分子204とを含んで構成されている。また、図1(B)は、改質剤210の概略図であり、改質剤210は、主にアニオン系ポリマー粒子212と非水系の媒体214とを含んで構成されている。
【0047】
スラリー200に改質剤210を添加した状態は、図1(C)に示すようなものとなる。ポリマー粒子212である単鎖状高分子は、スラリーに添加される前は、図1(B)に示すように糸が絡まったような状態であるが、水分子204と結合することにより長い鎖上のポリマー212となる。図1(B)の状態においては、ポリマー粒子212は、非水系の媒体214に分散懸濁されているため、長い鎖状とはなっていない。しかし、単純に改質剤210を添加しただけでは不均質な状態であり、このまま改質させると不安定なフロック218となり、処理場への搬送中に再流動化する危険がある。このため、改質剤210をスラリー200に均等に分散する必要がある。
【0048】
この分散状態を示すのが図1(D)である。このように各粒子間が均等に分散されていれば、図1(E)に示すように、フロック218となった場合も強固なフロック218となり、安定する。
【0049】
さらに、改質の効果を高めるためには、スラリー200に改質剤210を添加して改質剤210を速やかに分散させた後、攪拌等によって強いせん断力をスラリー200に発生させることが好ましい。
【0050】
ここで、アニオン系ポリマー粒子212としては、例えば、ポリアクリルアミド加水分解物、ポリアクリル酸塩、アクリルアミド・アクリル酸塩共重合物、ポリスチレンスルホン酸、ポリビニルスルホン酸、ポリマレイン酸重合物、カルボキシメチルセルロースがあり、特にアクリルアミド・アクリル酸塩共重合物が好ましい。また、アニオン系ポリマー粒子212の大きさは、1〜5μm程度の微細なものであるため、固まりであった単鎖状高分子が、水中に分散した後、短時間でそれぞれ鎖が延びた状態になる。
【0051】
また、上記の媒体214としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、鉱油、灯油、ナフサ等の液状炭化水素があり、特に炭素原子数4〜8個の脂肪族炭化水の化合物の混合物が好ましい。アニオン系ポリマー粒子212に対し、不活性で疎水性であり、毒性がなく、安全性が高いからである。
【0052】
以下、上述した改質作用を利用した本発明によるスラリー連続改質システムを活用した好適な実施の形態について、泥水式シールド工法を例にとり、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【0053】
図2は、本発明を適用した泥水式シールド工法を示す。泥水式シールド工法は、調泥システム8と、シールド機34と、送泥システム43と、排泥システム47と、連続改質システム30とを有して実現される。
【0054】
調泥システム8において所定の性状に調泥された泥水は、送泥システム43を介してシールド機34内部のチャンバー42に送られ、切羽46の安定に用いられ、チャンバー42内で掘削土砂と撹拌混合されたスラリー200とされ、排泥システム47を介して連続改質システム30に送られる。
【0055】
送泥システム43は、送泥ポンプ56と、送泥管44とを含んで構成され、送泥ポンプ56により加圧した調泥水を送泥管44を介してチャンバー42に供給する。
【0056】
シールド機34は、切羽46を掘削するカッターディスク40と、トンネル内への掘削土砂の浸入を防止する隔壁41と、カッターディスク40と隔壁41に挟まれる形で設けられ、内部を送泥システム43から供給された調泥水等で満たして切羽46面の土圧等に対抗するチャンバー42とを含んで構成されている。
【0057】
排泥システム47は、調泥水がチャンバー42内で掘削土砂と撹拌混合されたスラリー200を搬送する経路であり、チャンバー42から送られたスラリー200を加圧搬送する排泥ポンプ58と、経路となる排泥管48と、搬送中にスラリー200を再び加圧して搬送する中継ポンプ57とを含んで構成されている。
【0058】
連続改質システム30は、第1の経路1と第2の経路3とを含んで構成されている。排泥システム47から第1の経路1に搬送されたスラリー200は、改質剤210が添加され、均等に分散され、攪拌された後、第2の経路3に搬送され、第2の経路3の出口直前で改質し、ダンプトラック120に直接積み込まれる。
【0059】
図3は、連続改質システム30の詳細図を示す。第1の経路1は、改質剤210が供給され、改質剤210をスラリー200内に均等に分散するスタティックミキサー10と、スタティックミキサー10の下流側に設けられ、改質剤210が添加されたスラリー200を高速に攪拌する攪拌ミキサー12とを含んで構成されている。また、スタティックミキサー10には、改質剤タンク70に接続されている改質剤供給管74が接続されている。
【0060】
また、第2の経路3は、第1の経路1の下流に設けられ、スパイラルミキサー4を含んで構成されている。スパイラルミキサー4は、攪拌ミキサー12の下流側に設けられており、ミキサー94を介して、安定剤タンク90から安定剤がスパイラルミキサー4入口付近の安定剤供給口に供給されるよう配置されている。
【0061】
図4は、スタティックミキサー10の断面図を示す。スタティックミキサー10は、筒体142と筒体142内部にエレメント154、155、156、157、158、159とが一体的に形成されている静止型のミキサーである。エレメントは、長方形の板であり、搬送方向に対して下流側の板の半分を右に180度捻ってあるもの(右エレメント)または左に180度捻ってあるもの(左エレメント)である。スタティックミキサー10の作用として、分割作用、転換作用、反転作用とがある。分割作用は、被搬送物が1エレメントを通過するごとに2分割される作用のことであり、転換作用は、エレメント間の境界において、被搬送物の回転が正方向の回転から逆方向の回転に転換され、慣性力により流れが乱され、混合が促進される作用のことであり、反転作用とは、エレメントごとに被搬送物の回転が正方向の回転から逆方向の回転になる作用のことである。
【0062】
なお、本発明の処理対象であるスラリー200は、物質粘度が大きいため、反転作用はほとんど働かず、分割作用と転換作用が働く。これらの各作用により、短時間、例えば2、3秒で改質剤210をスラリー200中に均等に分散させることができ、上述したように改質効果を高めることができる。また、図4のスタティックミキサー10は、6エレメントで構成されているが、分割作用を調整するためエレメント数は6に限られない。
【0063】
図5〜図7は攪拌ミキサー12の説明図であり、それぞれ、正面断面図、側面断面図、側面断面概略図である。攪拌ミキサー12は、ケーシング102と、ケーシング102内に設けられ、回転駆動されることによってスラリー200の攪拌を行う羽体100と、羽体100の回転面に隣接する形でケーシング102内に設けられ、スラリー200に伏流を発生させる伏流発生スペース104と、羽体100の回転面の中心側からケーシング102内にスラリー200を導入する導入口110と、攪拌後のスラリー200を羽体100の回転面の中心より外側から吐出する吐出口112とを含んで構成されている。
【0064】
図5に示すように、羽体100は、回転面の中心付近から外側に向かってスパイラル状に配置され、ケーシング102内に複数設けられている。スタティックミキサー10によって均等に分散されたスラリー200は、図6に示すように、導入口110からケーシング102内に導入され、羽体100が高速に回転駆動されることにより攪拌され、吐出口112から吐出され、第2の経路3に向けて搬送される。
【0065】
図7に示すように、ケーシング102内には羽体100と隣接するスペースに伏流発生スペース104が設けられている。羽体100が高速に回転駆動されることにより、ケーシング102内のスラリー200に高速伏流105が発生され、スラリー200にせん断力が生じる。
【0066】
これにより、改質効果を高めることができ、連続かつ短時間にスラリー200を改質することができる。これは、導入口110から羽体100の回転中心軸に向けて導入されたスラリーが、羽体100によって回転され、ケーシング102内の伏流発生スペース104およびその近辺で発生した伏流によって強いせん断力を付与されることによる。
【0067】
図8は羽体100間に生じるスラリー200の流れの速度分布を示し、(A)に比べ(B)は羽体100の回転速度を上げた場合の分布を示す。このように、羽体100の回転速度が上がるにつれてケーシング102内のスラリー200内の速度差が大きくなり、上述したせん断力が増すことになる。
【0068】
すなわち、羽体100の回転速度を制御することにより、改質効果を調整できるため、所定箇所から改質剤210を所定量添加する場合も、スラリー200の比重に応じて羽体100の回転速度を制御すれば、攪拌ミキサー12経過後のスラリー200を常に一定の改質品質とすることができる。
【0069】
図9は、攪拌ミキサー12の回転速度と改質時間との関係を表すグラフである。図9において、曲線120は、曲線122よりも高比重のスラリー200である。図9に示すように、所定の改質品質をt1時間で得るためには、スラリー200が、曲線120に示すような比重である場合は攪拌ミキサー12の回転速度をv1となるよう制御し、これより低比重の曲線122に示すような比重である場合は攪拌ミキサー12の回転速度を上げてv2となるよう制御すればよい。
【0070】
特に、比重1.3以上1.7以下のスラリー200に対して本実施の形態に係る連続改質システム30を適用することが好ましい。
【0071】
通常、高比重のスラリー200であれば、少量の改質剤210の添加およびわずかな攪拌によっても改質させやすいが、比重1.4未満の低比重のスラリー200は改質させにくく、高価な改質剤210を大量に添加しなければならない上、改質にも時間がかかり、経済的かつ短時間に改質させることは困難である。本実施の形態では、改質剤210を均等に分散させ、高速伏流発生等による強いせん断力を生じさせることにより、比重1.4未満の低比重スラリーに対しても経済的かつ短時間に十分な改質を行うことができる。
【0072】
また、土砂ピット等を用いることなく、連続かつ短時間にスラリーを改質することができ、地上面積の省面積化にもつながる。なお、比重1.7以上のスラリーに対しても改質可能であるが、スラリー搬送中の経路の閉塞を考慮すればスラリーの比重は1.7以下のものが好ましい。また、連続かつ短時間にスラリーを改質させるため、スラリーの比重は1.3以上のものが好ましい。
【0073】
第1の経路1において、改質剤210が添加され、分散され、攪拌されたスラリー200は、流動状態のまま第2の経路3に搬送される。第2の経路3は、前記第1の経路1で改質剤210と攪拌混合されたスラリー200の改質に十分な時間が確保できるよう、前記第2の経路3への搬入から搬出までの搬送時間が設定されている。これにより、第1の経路1により分散攪拌し、第2の経路により改質時間を確保することができ、短時間かつ連続的にスラリー200を改質できる。
【0074】
図3に示すように、第2の経路3には、ミキサーが設けられており、ミキサーとしては、例えば、スパイラルミキサー4が用いられる。スパイラルミキサー4は、スタティックミキサー10に比べ、大口径のミキサーであり、スパイラルミキサー4内部で改質されたスラリー200を搬送できる口径に形成されている。これにより、スパイラルミキサー4内部でスラリー200が改質した場合でもスパイラルミキサー4が閉塞することがなく、良好に改質土砂を搬出できる。また、第1の経路により攪拌混合し、一定の改質を行うとともに、第2の経路により一定の改質時間を確保することができる。
【0075】
スパイラルミキサー4の口径は、土砂の処理量により異なり一概には言えないが、0.3〜0.7mくらいが適当である。例えば、スパイラルミキサー4の搬送量が0.5m3/分〜1m3/分であれば、0.6mのものが好ましい。この程度の搬送量を確保できれば、5分〜10分で1台のダンプトラック120に積み込むことができる。
【0076】
また、スパイラルミキサー4に供給されたスラリー200は、安定剤タンク90とスパイラルミキサー4との経路であるミキサー94を通ってスパイラルミキサー4の入口から供給された安定剤が添加され、スパイラルミキサー4内部で攪拌されて搬送される。安定剤としては石灰系またはセメント系の安定剤が望ましい。スラリー200に安定剤を添加して改質された改質土砂は、仮に産業廃棄物の中間処理場に長期間放置された場合においても、石灰系またはセメント系安定剤の改質作用により、長期間安定した状態で改質土砂を貯えておくことができる。 さらに、図3に示すように、スパイラルミキサー4の搬出口下方は、ダンプトラック120への積込み場所となっており、改質土砂を連続的に積込むことができる。これにより、改質状態でダンプトラック120等に積込めるので、土砂ピット等の一時貯留設備が不要となるため、地上の処理設備を省面積化できる。
【0077】
次に、連続改質システム30での改質剤210添加等の制御の流れについて説明する。図3に示すように、各種制御は、制御装置20により行われる。スタティックミキサー10の上流側には、流量測定手段として流量計66、密度測定手段として密度計64が設けられ、これらの測定手段は制御装置20により制御されている。
【0078】
また、流量計66および密度計64により、スタティックミキサー10に供給されるスラリー200の流量および密度が測定され、制御装置20により、これらの測定値が既知の基準値と比較されることによりスラリー200性状が判断される。判断されたスラリー200性状に基づき、改質剤210の添加量が決定される。
【0079】
以上のように、改質剤210の添加量を制御することも可能であるが、改質剤210は高価であるため、改質剤210の添加量は必要最低限の量にすることが好ましい。このためには、上述したように、改質剤210の添加量を必要最低限の一定量とし、攪拌ミキサー12の回転制御により調整することができる。この制御も同様に、流量計66および密度計64により、スタティックミキサー10に供給されるスラリー200の流量および密度が測定され、制御装置20により、これらの測定値が既知の基準値と比較されることによりスラリー200性状が判断され、攪拌ミキサー12の回転制御が行われる。
【0080】
これにより、改質剤210の添加量を必要最低限の量とすることができるため、高価な改質剤210の使用量を低減し、低コストで改質を行うことが可能となる。
【0081】
また、スパイラルミキサー4のモーター96の回転速度は、通常は一定にしておくが、スラリー200性状に応じて回転速度を変更するよう形成してもよい。すなわち、スタティックミキサー102に供給されるスラリー200の比重が高い場合や流量が少ない場合には、改質剤210や安定剤は少なく添加され、比重が低い場合や流量が多い場合には、改質剤210や安定剤は多く添加される。
【0082】
さらに、制御装置20により、測定されたスラリー200性状に基づいてモーター97が制御され、ミキサー94から安定剤の添加が行われる。
【0083】
従来は、改質のためにフィルタープレス等の大型泥水処理設備が必要であり、スラリーの改質に何時間もかかり、改質させない場合は、処理費の高いバキューム車で処分場まで運搬しなければならなかったため、多大なコストがかかっていた。
【0084】
本実施の形態によれば、フィルタープレス等の大型泥水処理設備が必要ないため、地上設備を省面積化することができ、かつ、十数秒程度で改質できるため、泥水処理時間が短縮し、処理費の安いダンプトラック120に連続的に積込むことができるため、コストの削減にもなる。また、流量制御手段および密度制御手段等により、必要最小限の改質剤210および安定剤をスラリー200に添加して改質できるため、高価な改質剤210および安定剤の使用を低減し、産業廃棄物の中間処理場等への排出量も低減することができる。
【0085】
なお、本発明の適用は、泥水式シールド工法に限定されない。例えば、地中連続壁工法やリバース工法等におけるスラリー処理にも適用できる。また、実施の形態は上述したものに限られず、各種の変形例に対しても適用できる。
【0086】
例えば、図10に示すように、スパイラルミキサー4の搬出口側を所定量上側に移動させることにより、低比重スラリー200が十分に改質せず、水に近い状態でスパイラルミキサー4に搬送されてきた場合でも、水に近い状態のスラリー200はスパイラルミキサー4内のモーター96に近い部分に保留することができる。また、スパイラルミキサー4内部は、リボンスクリューで構成されているため、隙間が多く、水に近いスラリー200は搬出せず、ある程度改質した改質土砂のみリボンスクリューの回転により搬送し、搬出することができる。
【0087】
また、処理対象となるスラリー200を分級し改質用に濃縮化されたスラリーを生成するスラリー200処理用の液体サイクロン装置と、この液体サイクロン装置で分級された濃縮スラリーを貯蔵する濃縮スラリー貯蔵手段とを設け、この濃縮スラリー貯蔵手段から前記第1の経路に濃縮スラリーを供給し、改質してもよい。これにより、比重1.3未満の低比重のスラリー200であっても、液体サイクロン装置によって比重1.3以上1.7以下の改質させやすい比重に調整し、改質させることができる。
【0088】
また、立坑内等の排泥経路にスラリー貯留設備を設け、スラリー200を一時的に貯留できるよう構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】スラリーに改質剤を添加した状態を示す概略図であり、(A)は改質剤添加前のスラリーの状態、(B)はスラリーに添加される前の改質剤の状態、(C)は改質剤添加直後のスラリーの状態、(D)は分散後のスラリーの状態、(E)は撹拌後のスラリーの状態を示す。
【図2】本発明の実施の形態の一例に係る泥水式シールド工法の全体図である。
【図3】本発明の実施の形態の一例に係る連続改質システムの概略図である。
【図4】本発明の実施の形態の一例に係るスタティックミキサーの側面断面図である。
【図5】本発明の実施の形態の一例に係る撹拌ミキサーの正面断面図である。
【図6】本発明の実施の形態の一例に係る撹拌ミキサーの側面断面図である。
【図7】本発明の実施の形態の一例に係る撹拌ミキサー内のスラリーの流れを示す概略図である。
【図8】一般的な渦巻型ポンプ内における羽体間の流体の速度分布を示す図であり、(A)は渦巻型ポンプへの流入量が8リットル/秒、(B)は同じく12リットル/秒の場合の速度分布を示す。
【図9】本発明の実施の形態の一例に係る撹拌ミキサーの羽体の回転速度とスラリーの改質時間との関係を示すグラフである。
【図10】本発明の実施の形態の一例に係る連続改質システムの別の一例を示すが概略図である。
【符号の説明】
2 ミキサー
4 スパイラルミキサー
8 調泥システム
10 スタティックミキサー
12 撹拌ミキサー
20 制御装置
32 立坑
34 シールド機
36 トンネル
40 カッターディスク
41 隔壁
42 チャンバー
44 送泥管
46 切羽
48 排泥管
56 送泥ポンプ
57 中継ポンプ
58 排泥ポンプ
64 密度計
66 流量計
70 改質剤タンク
72 改質剤供給ポンプ
74 改質剤供給管
90 安定剤タンク
94 安定剤供給管
96、97 モーター
100 羽体
102 ケーシング
104 伏流発生スペース
105 伏流
110 導入口
112 吐出口
120 ダンプトラック
142 筒体
154〜159 エレメント
200 スラリー
202 粘土粒子
204 水分子
210 改質剤
212 ポリマー粒子
214 非水系の媒体
218 フロック
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a slurry continuous reforming system for continuously reforming a slurry generated during civil engineering work or the like.
[0002]
[Background Art and Problems to be Solved by the Invention]
  In the field of the muddy water construction method, the muddy water treatment system is used to treat slurry as waste mud water used in the construction, for example, in a shaft excavation method using a stabilizing liquid or a muddy water type shield method. Here, the slurry is a liquid in which water and fine particles are mixed, and includes a stable liquid for the underground continuous wall and muddy water in a muddy water type shield method.
[0003]
  Since such a muddy water treatment system is usually installed on the ground, a small installation space and a flexible layout are required due to restrictions on the site, and wastewater from the construction site can be treated in a short time. Capability is also required.
[0004]
  For example, when excavating a face using a muddy water type shield machine, the muddy water used for stabilizing the face in the muddy water type shield machine is sent back to the muddy water treatment facility on the ground as slurry mixed with the excavated earth and sand. In the muddy water treatment facility, the sediment component is separated and removed from the returned slurry, and the necessary component adjustment is performed, and then the processing is sent out again to the shield machine.
[0005]
  The muddy water treatment facility usually includes a primary treatment facility and a secondary treatment facility.
[0006]
  Slurry sent to the ground from the muddy water shield machine is first processed in the primary processing equipment and then stored in the adjustment tank. In the primary treatment facility, sand having a particle size of 74 μm or more is removed using a hydrocyclone, and further passed through a vibration sieve, so that it is stored in a regulating tank as a slurry containing 74 μm or less of silt or clay. . The earth and sand separated by the primary treatment facility is stored in a hopper via a belt conveyor, and is carried out as soil by a dump truck or the like.
[0007]
  The slurry stored in the adjustment tank is adjusted for viscosity by adding a thickener, etc., using a mud-making facility, and the density is adjusted by supplying water from the fresh water tank. Is sent to the shield machine again through the mud pipe.
[0008]
  When performing component adjustment in such an adjustment tank, the slurry in an adjustment tank overflows with the water sent from a fresh water tank. This overflowed slurry is stored in a surplus muddy water tank as surplus muddy water. This surplus muddy water is treated in a secondary treatment facility and separated into water and other silt clay components, and the separated silt clay is supplied to the hopper in a modified state. The earth and sand stored in the hopper is discharged as a residual soil by a dump truck or the like, and is carried out to an intermediate treatment plant for industrial waste.
[0009]
  Conventionally, in this secondary treatment facility, a flocculant is added to the muddy water taken out from the surplus muddy water layer, and this is compressed with a filter press at an extremely high pressure to separate into water and other sediment components. The separated water was discharged through the tertiary treatment facility, and the earth and sand components were carried out in a solidified state and carried into the hopper by the belt conveyor.
[0010]
  However, in the method using such a filter press, the slurry as surplus muddy water must be compressed at an extremely high pressure, and therefore, the filter press itself needs to have a very high mechanical strength. For this reason, the entire system becomes large and expensive.
[0011]
  In order to solve such a problem, there has been proposed a muddy water treatment facility for concentrating a slurry as surplus muddy water using a liquid cyclone in a secondary treatment facility and reforming the concentrated slurry by adding a modifier. .
[0012]
  The mud treatment facility according to this proposal is usually modified by adding a modifier to the concentrated slurry, and the modified soil thus obtained is temporarily stored in a hopper or the like, and then transported by a dump truck or the like. Was.
[0013]
  Therefore, a large space for storing the modified earth and sand is required, and this storage space must be provided close to the loading area for dump trucks and the like, considering the efficiency of carrying out the earth and sand. It will be limited. As a result, the muddy water treatment facility according to this proposal also has a problem that it requires a large installation space and takes a reforming time.
[0014]
  An object of the present invention is to adopt a configuration in which earth and sand are transported to an arbitrary position in a liquid state and immediately reformed in the vicinity of the exit, thereby reducing the area of ground equipment and continuously slurrying in a short time. It is to provide a slurry continuous reforming system that reforms automatically.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
  To achieve the purpose,Continuous slurry reforming system according to the present inventionIs a first path through which the slurry to be treated is conveyed,
  A modifying agent mixing means for mixing a modifying agent for modifying the slurry into the slurry conveyed in the first path;
  The modifier mixed in the slurry is evenly dispersed in the slurry.Static mixerWhen,
  Slurry after the dispersionStirStirringmixerWhen,
  Control means for controlling the rotational speed of the stirring mixer;
  Density measuring means provided on the upstream side of the first path and measuring the density of the slurry;
  A flow rate measuring means provided on the upstream side of the first path for measuring the flow rate of the slurry;
  IncludingSee
  The control means controls the rotational speed of the stirring mixer based on the density measured by the density measuring means and the flow rate measured by the flow rate measuring means.It is characterized by that.
[0016]
  Also,The control unit controls the modifying agent mixing unit so that the mixing amount of the modifying agent is adjusted based on the density measured by the density measuring unit and the flow rate measured by the flow rate measuring unit. May.
[0017]
[0018]
[0019]
[0020]
[0021]
[0022]
[0023]
  BookAccording to the invention, after adding the modifier to the slurry, the modifier is quickly and uniformly dispersed in the slurry by the dispersing means, and stirred by the agitating means, thereby generating high-speed subsidence and strong shearing force. Can be generated in the slurry. Thereby, the reforming effect can be enhanced and the slurry can be reformed continuously and in a short time.
[0024]
  Also,in frontStirringmixerIs
  A casing,
  A wing that is provided in the casing and that is rotated and driven to stir the slurry;
  A subsidence generating space provided in the casing adjacent to the rotating surface of the wing body and generating subsidence in the slurry;
  An inlet for introducing slurry into the casing from the center side of the rotating surface of the wing,
  A discharge port for discharging the stirred slurry from the outside of the center of the rotating surface of the wing,
  IncludingSee
  The control means may control the rotational speed of the wings..
[0025]
  thisAccording to the above, by stirring the slurry after addition of the modifier using a static mixer, the modifier can be evenly dispersed in the slurry in a short time, for example, a few seconds. Further, by stirring the slurry in which the modifier is uniformly dispersed using a stirring mixer, a strong shearing force can be generated in the slurry, and the reforming effect can be enhanced. This is because the slurry introduced from the inlet toward the rotation center axis of the wing is rotated by the wing, and a strong shearing force is applied by the underground flow generation space in the casing and the underground flow generated in the vicinity thereof. .
[0026]
[0027]
  Also thisSince the rotational speed of the wings can be adjusted according to the specific gravity of the slurry, etc., it can be appropriately modified according to the properties of the slurry to be treated.
[0028]
[0029]
[0030]
[0031]
  Also,in frontA second path is provided downstream from the first path, and the second pathIn addition, a stabilizer addition means for adding a stabilizer to the slurry may be provided..
[0032]
  thisAccording to the above, stirring and mixing can be performed by the first path, and the reforming time can be secured by the second path, so that the slurry can be reformed efficiently.
[0033]
[0034]
[0035]
[0036]
  Also thisAccording to the present invention, a stabilizer can be added to the slurry for reforming, so that the modified soil can be kept in a stable state for a long period of time after being transported to an intermediate treatment site for industrial waste and solidified.
[0037]
[0038]
[0039]
[0040]
[0041]
[0042]
[0043]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Hereinafter, a preferred embodiment utilizing a slurry continuous reforming system according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0044]
  FIG. 1 is a schematic view showing a state in which the modifier 210 is added to the slurry 200. Here, the modification means that the surface potential of the fine particles is neutralized by the coagulation action, and the particles are easily bonded to each other, and the particles are coarsened by the cross-linking adsorption action by hydrogen bonds by the functional group of the polymer. That means. For this reason, the modifier 210 is preferably one in which fine anionic polymer particles 212 are dispersed and suspended in a non-aqueous medium 214 that does not react with the anionic polymer particles 212.
[0045]
  Since the anionic polymer particle 212 is a single-chain polymer, when the modifier 210 is added to the slurry 200, the anionic polymer particle 212 is a single-chain that has been agglomerated due to electrostatic repulsion between ionic groups in the anionic polymer particle 212. Each polymer is in a state where the chain extends. When stirring and mixing in this state, the particles can be coarsened by a cross-linking adsorption action due to hydrogen bonding or the like by the functional group of the single chain polymer.
[0046]
  FIG. 1A is a schematic diagram of a slurry 200, and the slurry 200 mainly includes clay particles 202 and water molecules 204. FIG. 1B is a schematic view of the modifying agent 210, and the modifying agent 210 mainly includes anionic polymer particles 212 and a non-aqueous medium 214.
[0047]
  The state in which the modifier 210 is added to the slurry 200 is as shown in FIG. The single-chain polymer that is the polymer particle 212 is in a state in which the yarn is entangled as shown in FIG. 1B before being added to the slurry. It becomes the upper polymer 212. In the state shown in FIG. 1B, the polymer particles 212 are not dispersed in a long chain because they are dispersed and suspended in the non-aqueous medium 214. However, simply adding the modifier 210 results in an inhomogeneous state, and if it is reformed as it is, an unstable floc 218 is formed and there is a risk of reflow during transportation to the treatment plant. For this reason, it is necessary to uniformly disperse the modifier 210 in the slurry 200.
[0048]
  FIG. 1D shows this dispersion state. Thus, if the particles are evenly dispersed, as shown in FIG. 1E, even when the floc 218 is formed, the floc 218 becomes strong and stable.
[0049]
  Furthermore, in order to enhance the effect of the modification, it is preferable that a strong shear force is generated in the slurry 200 by stirring or the like after the modifier 210 is added to the slurry 200 and the modifier 210 is quickly dispersed. .
[0050]
  Here, examples of the anionic polymer particles 212 include polyacrylamide hydrolyzate, polyacrylate, acrylamide / acrylate copolymer, polystyrene sulfonic acid, polyvinyl sulfonic acid, polymaleic acid polymer, and carboxymethyl cellulose. In particular, an acrylamide / acrylate copolymer is preferable. In addition, since the size of the anionic polymer particles 212 is as fine as about 1 to 5 μm, after the solid single-chain polymer is dispersed in water, each chain extends in a short time. become.
[0051]
  Examples of the medium 214 include liquid hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, mineral oil, kerosene, and naphtha, and a mixture of aliphatic hydrocarbon compounds having 4 to 8 carbon atoms is particularly preferable. This is because it is inert and hydrophobic with respect to the anionic polymer particles 212, has no toxicity, and is highly safe.
[0052]
  Hereinafter, a preferred embodiment using the slurry continuous reforming system according to the present invention using the above-described reforming action will be described in detail with reference to the drawings, taking a muddy water type shield construction method as an example.
[0053]
  FIG. 2 shows a muddy water type shield construction method to which the present invention is applied. The muddy water type shield construction method is realized by including the mud conditioning system 8, the shield machine 34, the mud supply system 43, the mud discharge system 47, and the continuous reforming system 30.
[0054]
  The mud adjusted to a predetermined property in the mud conditioning system 8 is sent to the chamber 42 inside the shield machine 34 through the mud feeding system 43 and used stably for the face 46, and the excavated sediment and agitation are stirred in the chamber 42. The mixed slurry 200 is sent to the continuous reforming system 30 via the mud discharge system 47.
[0055]
  The mud feeding system 43 includes a mud feeding pump 56 and a mud feeding pipe 44, and supplies mud water pressurized by the mud feeding pump 56 to the chamber 42 via the mud feeding pipe 44.
[0056]
  The shield machine 34 is provided in a form that is sandwiched between the cutter disk 40 that excavates the face 46, a partition wall 41 that prevents intrusion of excavated earth and sand into the tunnel, and the mud feeding system 43 inside. And a chamber 42 that is filled with mud water or the like supplied from, and resists earth pressure or the like on the face of the face 46.
[0057]
  The mud draining system 47 is a path for transporting the slurry 200 in which the mud is stirred and mixed with the excavated sediment in the chamber 42, and the mud pump 58 that pressurizes and transports the slurry 200 sent from the chamber 42, and the path And a relay pump 57 that pressurizes and conveys the slurry 200 again during transportation.
[0058]
  The continuous reforming system 30 is configured to include a first path 1 and a second path 3. The slurry 200 transported from the mud discharge system 47 to the first path 1 is added with the modifier 210, uniformly dispersed and stirred, and then transported to the second path 3, where the second path 3 Immediately before the exit of the vehicle, it is reformed and loaded directly onto the dump truck 120.
[0059]
  FIG. 3 shows a detailed view of the continuous reforming system 30. The first path 1 is provided with the modifier 210 and is provided on the downstream side of the static mixer 10 in which the modifier 210 is evenly dispersed in the slurry 200, and the modifier 210 is added. And a stirring mixer 12 that stirs the slurry 200 at a high speed. The static mixer 10 is connected to a modifier supply pipe 74 that is connected to the modifier tank 70.
[0060]
  The second path 3 is provided downstream of the first path 1 and includes a spiral mixer 4. The spiral mixer 4 is provided on the downstream side of the stirring mixer 12 and is arranged so that the stabilizer is supplied from the stabilizer tank 90 to the stabilizer supply port near the inlet of the spiral mixer 4 via the mixer 94. .
[0061]
  FIG. 4 shows a cross-sectional view of the static mixer 10. The static mixer 10 is a stationary mixer in which elements 154, 155, 156, 157, 158, and 159 are integrally formed inside the cylinder 142 and the cylinder 142. The element is a rectangular plate, and half of the downstream plate with respect to the transport direction is twisted 180 degrees to the right (right element) or twisted 180 degrees to the left (left element). The action of the static mixer 10 includes a division action, a conversion action, and an inversion action. The dividing action is an action in which the conveyed object is divided into two every time one element passes, and the conversion action is the rotation of the conveyed object in the reverse direction from the forward rotation at the boundary between the elements. This is an action in which the flow is disturbed by inertial force and mixing is promoted, and the reversal action is an action in which the rotation of the conveyed object for each element is changed from the forward rotation to the reverse rotation. That is.
[0062]
  In addition, since the slurry 200 which is a treatment target of the present invention has a large material viscosity, the reversing action hardly works, and the dividing action and the converting action work. By each of these actions, the modifier 210 can be evenly dispersed in the slurry 200 in a short time, for example, a few seconds, and the reforming effect can be enhanced as described above. Moreover, although the static mixer 10 of FIG. 4 is comprised by six elements, in order to adjust a division | segmentation effect | action, the number of elements is not restricted to six.
[0063]
  5-7 is explanatory drawing of the stirring mixer 12, and are front sectional drawing, side sectional drawing, and side sectional schematic, respectively. The agitating mixer 12 is provided in the casing 102, provided in the casing 102, and a wing body 100 that stirs the slurry 200 by being driven to rotate, and is adjacent to the rotating surface of the wing body 100. The subsurface flow generation space 104 for generating subsurface flow in the slurry 200, the introduction port 110 for introducing the slurry 200 into the casing 102 from the center side of the rotation surface of the blade body 100, and the slurry 200 after stirring the rotation surface of the blade body 100. And a discharge port 112 for discharging from the outside of the center.
[0064]
  As shown in FIG. 5, the wings 100 are arranged in a spiral shape from the vicinity of the center of the rotating surface toward the outside, and a plurality of wings 100 are provided in the casing 102. As shown in FIG. 6, the slurry 200 evenly dispersed by the static mixer 10 is introduced into the casing 102 from the introduction port 110, and is agitated by rotating the wing body 100 at a high speed. The ink is discharged and conveyed toward the second path 3.
[0065]
  As shown in FIG. 7, a downflow generation space 104 is provided in a space adjacent to the wing body 100 in the casing 102. When the wing 100 is rotationally driven at a high speed, a high-speed underflow 105 is generated in the slurry 200 in the casing 102, and a shearing force is generated in the slurry 200.
[0066]
  Thereby, the reforming effect can be enhanced, and the slurry 200 can be reformed continuously and in a short time. This is because the slurry introduced from the inlet 110 toward the rotation center axis of the wing 100 is rotated by the wing 100, and a strong shear force is generated by the underflow generation space 104 in the casing 102 and the subsurface flow generated in the vicinity thereof. By being granted.
[0067]
  FIG. 8 shows the velocity distribution of the flow of the slurry 200 generated between the wings 100, and (B) shows the distribution when the rotation speed of the wings 100 is increased as compared to (A). Thus, as the rotational speed of the wing body 100 increases, the speed difference in the slurry 200 in the casing 102 increases, and the above-described shearing force increases.
[0068]
  That is, since the reforming effect can be adjusted by controlling the rotation speed of the wing body 100, the rotation speed of the wing body 100 is also determined according to the specific gravity of the slurry 200 even when a predetermined amount of the modifier 210 is added from a predetermined location. By controlling the above, it is possible to always make the slurry 200 after the stirring mixer 12 has a constant reforming quality.
[0069]
  FIG. 9 is a graph showing the relationship between the rotation speed of the stirring mixer 12 and the reforming time. In FIG. 9, the curve 120 is the slurry 200 having a higher specific gravity than the curve 122. As shown in FIG. 9, in order to obtain a predetermined reforming quality in t1 time, when the slurry 200 has a specific gravity as shown by the curve 120, the rotational speed of the stirring mixer 12 is controlled to be v1, If the specific gravity is as shown by the low specific gravity curve 122, the rotational speed of the agitating mixer 12 may be increased and controlled to become v2.
[0070]
  In particular, it is preferable to apply the continuous reforming system 30 according to the present embodiment to the slurry 200 having a specific gravity of 1.3 or more and 1.7 or less.
[0071]
  Usually, the slurry 200 having a high specific gravity is easy to be modified by adding a small amount of the modifier 210 and a slight stirring, but the slurry 200 having a low specific gravity of less than 1.4 is difficult to modify and is expensive. In addition to adding a large amount of the modifier 210, it takes time for the reforming, and it is difficult to reform economically and in a short time. In the present embodiment, the modifier 210 is evenly dispersed to generate a strong shearing force due to the generation of high-speed subsidence, etc., so that it is economically sufficient for a low specific gravity slurry with a specific gravity of less than 1.4 in a short time. Can be modified.
[0072]
  Moreover, the slurry can be reformed continuously and in a short time without using a sediment pit or the like, which leads to a reduction in the area of the ground. Although it is possible to modify a slurry having a specific gravity of 1.7 or more, it is preferable that the specific gravity of the slurry is 1.7 or less in view of the blockage of the path during slurry conveyance. Moreover, in order to modify the slurry continuously and in a short time, the specific gravity of the slurry is preferably 1.3 or more.
[0073]
  In the first path 1, the slurry 200 to which the modifier 210 is added, dispersed, and stirred is conveyed to the second path 3 in a fluid state. The second path 3 is a period from loading to unloading to the second path 3 so that a sufficient time can be secured for reforming the slurry 200 stirred and mixed in the first path 1. The transfer time is set. Thereby, it can disperse and stir by the 1st path | route 1, can ensure the modification | reformation time by the 2nd path | route, and can modify | reform the slurry 200 for a short time continuously.
[0074]
  As shown in FIG. 3, a mixer is provided in the second path 3, and for example, a spiral mixer 4 is used as the mixer. The spiral mixer 4 is a large-diameter mixer as compared with the static mixer 10, and is formed to have a diameter capable of transporting the slurry 200 modified inside the spiral mixer 4. Thereby, even when the slurry 200 is reformed inside the spiral mixer 4, the spiral mixer 4 is not blocked and the modified soil can be carried out satisfactorily. Further, stirring and mixing can be performed by the first path to perform constant reforming, and a constant reforming time can be ensured by the second path.
[0075]
  The diameter of the spiral mixer 4 differs depending on the amount of earth and sand processing and cannot be generally stated, but about 0.3 to 0.7 m is appropriate. For example, if the conveyance amount of the spiral mixer 4 is 0.5 m 3 / min to 1 m 3 / min, the one of 0.6 m is preferable. If this amount of transport can be secured, the dump truck 120 can be loaded in 5 to 10 minutes.
[0076]
  In addition, the slurry 200 supplied to the spiral mixer 4 is added with the stabilizer supplied from the inlet of the spiral mixer 4 through the mixer 94 which is a path between the stabilizer tank 90 and the spiral mixer 4. It is stirred and transported. As the stabilizer, a lime-based or cement-based stabilizer is desirable. The modified earth and sand that has been modified by adding a stabilizer to the slurry 200 is long due to the modifying action of the lime-based or cement-based stabilizer even if left for a long period of time in an industrial waste intermediate treatment plant. The modified soil can be stored in a stable state for a period of time. Further, as shown in FIG. 3, the lower part of the carry-out port of the spiral mixer 4 is a place for loading into the dump truck 120, and the modified soil can be continuously loaded. Thereby, since the dump truck 120 can be loaded in a reformed state, a temporary storage facility such as an earth and sand pit is not required, and the ground processing facility can be saved.
[0077]
  Next, the flow of control such as addition of the modifier 210 in the continuous reforming system 30 will be described. As shown in FIG. 3, various controls are performed by the control device 20. On the upstream side of the static mixer 10, a flow meter 66 is provided as a flow measurement unit, and a density meter 64 is provided as a density measurement unit, and these measurement units are controlled by the control device 20.
[0078]
  Further, the flow rate and the density of the slurry 200 supplied to the static mixer 10 are measured by the flow meter 66 and the density meter 64, and the measured values are compared with the known reference values by the control device 20, whereby the slurry 200 is measured. The property is judged. Based on the determined properties of the slurry 200, the addition amount of the modifier 210 is determined.
[0079]
  As described above, the addition amount of the modifier 210 can be controlled. However, since the modifier 210 is expensive, the addition amount of the modifier 210 is preferably set to the minimum necessary amount. . For this purpose, as described above, the addition amount of the modifier 210 can be set to the minimum necessary amount and can be adjusted by controlling the rotation of the stirring mixer 12. Similarly, in this control, the flow meter 66 and the density meter 64 measure the flow rate and density of the slurry 200 supplied to the static mixer 10, and the control device 20 compares these measured values with known reference values. Thus, the properties of the slurry 200 are determined, and the rotation of the stirring mixer 12 is controlled.
[0080]
  Thereby, since the addition amount of the modifier 210 can be set to the minimum necessary amount, the amount of the expensive modifier 210 used can be reduced and the reforming can be performed at a low cost.
[0081]
  Moreover, although the rotational speed of the motor 96 of the spiral mixer 4 is normally kept constant, the rotational speed may be changed according to the properties of the slurry 200. That is, when the specific gravity of the slurry 200 supplied to the static mixer 102 is high or when the flow rate is low, a small amount of the modifier 210 or stabilizer is added, and when the specific gravity is low or the flow rate is high, the reforming is performed. Many agents 210 and stabilizers are added.
[0082]
  Further, the control device 20 controls the motor 97 based on the measured properties of the slurry 200, and a stabilizer is added from the mixer 94.
[0083]
  Conventionally, a large muddy water treatment facility such as a filter press is required for reforming, and it takes many hours to reform the slurry. If it is not reformed, it must be transported to a disposal site by a high-pressure vacuum vehicle. Because it had to be done, it was very expensive.
[0084]
  According to the present embodiment, since a large muddy water treatment facility such as a filter press is not required, it is possible to reduce the area of the ground facilities and to improve in about ten seconds, the muddy water treatment time is shortened, Since the dump truck 120 can be continuously loaded at a low processing cost, the cost can be reduced. Further, since the minimum required modifier 210 and stabilizer can be added to the slurry 200 by the flow rate control means and density control means, the use of expensive modifiers 210 and stabilizers can be reduced. The amount of industrial waste discharged to an intermediate treatment plant can also be reduced.
[0085]
  The application of the present invention is not limited to the muddy water shield method. For example, it can be applied to slurry treatment in underground continuous wall construction method, reverse construction method and the like. Further, the embodiment is not limited to the above-described embodiment, and can be applied to various modified examples.
[0086]
  For example, as shown in FIG. 10, by moving the carry-out side of the spiral mixer 4 upward by a predetermined amount, the low specific gravity slurry 200 has not been sufficiently reformed and has been transported to the spiral mixer 4 in a state close to water. Even in this case, the slurry 200 in a state close to water can be retained in a portion near the motor 96 in the spiral mixer 4. Further, since the inside of the spiral mixer 4 is constituted by a ribbon screw, there are many gaps, and the slurry 200 close to water cannot be carried out, and only the modified soil that has been modified to some extent is conveyed and carried out by the rotation of the ribbon screw. Can do.
[0087]
  Also, a liquid cyclone apparatus for treating the slurry 200 for classifying the slurry 200 to be treated and producing a slurry concentrated for reforming, and a concentrated slurry storage means for storing the concentrated slurry classified by the liquid cyclone apparatus And the concentrated slurry may be supplied from the concentrated slurry storage means to the first path for reforming. Thereby, even the low specific gravity slurry 200 having a specific gravity of less than 1.3 can be adjusted and modified by the hydrocyclone device to have a specific gravity of 1.3 or more and 1.7 or less which can be easily modified.
[0088]
  In addition, a slurry storage facility may be provided in a drainage route such as in a shaft and the slurry 200 may be temporarily stored.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a state in which a modifier is added to a slurry, where (A) is the state of the slurry before addition of the modifier, and (B) is the state of the modifier before being added to the slurry. (C) shows the state of the slurry immediately after the addition of the modifier, (D) shows the state of the slurry after dispersion, and (E) shows the state of the slurry after stirring.
FIG. 2 is an overall view of a muddy water type shield method according to an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic view of a continuous reforming system according to an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a side sectional view of a static mixer according to an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a front sectional view of a stirring mixer according to an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a side cross-sectional view of a stirring mixer according to an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic view showing a flow of slurry in a stirring mixer according to an example of an embodiment of the present invention.
FIGS. 8A and 8B are diagrams showing a velocity distribution of fluid between wings in a general spiral pump, where FIG. 8A shows an inflow rate to the spiral pump of 8 liters / second, and FIG. The velocity distribution in the case of / sec is shown.
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the rotation speed of the blades of the stirring mixer and the reforming time of the slurry according to an example of the embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a schematic diagram showing another example of a continuous reforming system according to an example of an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
2 Mixer
4 Spiral mixer
8 Mud control system
10 Static mixer
12 Mixing mixer
20 Control device
32 shaft
34 Shield machine
36 tunnel
40 Cutter disc
41 Bulkhead
42 chamber
44 Mud pipe
46 face
48 Waste pipe
56 Mud pump
57 Relay pump
58 Mud pump
64 Density meter
66 Flowmeter
70 modifier tank
72 Modifier supply pump
74 Modifier supply pipe
90 Stabilizer tank
94 Stabilizer supply pipe
96, 97 motor
100 wings
102 casing
104 Underflow generation space
105 Underflow
110 Inlet
112 Discharge port
120 dump truck
142 cylinder
154 to 159 elements
200 slurry
202 clay particles
204 Water molecule
210 Modifier
212 polymer particles
214 Non-aqueous media
218 frock

Claims (4)

処理対象となるスラリーが搬送される第1の経路と、
前記第1の経路内を搬送されるスラリーに、スラリーを改質するための改質剤を混入する改質剤混入手段と、
前記スラリーに混入された前記改質剤を、前記スラリー内に均等に分散するスタティックミキサーと、
前記分散後のスラリーを攪拌する攪拌ミキサーと、
当該攪拌ミキサーの回転速度を制御する制御手段と、
前記第1の経路の上流側に設けられ、前記スラリーの密度を測定する密度測定手段と、
前記第1の経路の上流側に設けられ、前記スラリーの流量を測定する流量測定手段と、
を含み、
前記制御手段は、前記密度測定手段により測定された密度と、前記流量測定手段により測定された流量とに基づき、前記攪拌ミキサーの回転速度を制御することを特徴とするスラリー連続改質システム。
A first path through which slurry to be treated is conveyed;
A modifying agent mixing means for mixing a modifying agent for modifying the slurry into the slurry conveyed in the first path;
A static mixer for uniformly dispersing the modifier mixed in the slurry in the slurry;
A stirring mixer for the slurry after the dispersing,
Control means for controlling the rotational speed of the stirring mixer;
Density measuring means provided on the upstream side of the first path and measuring the density of the slurry;
A flow rate measuring means provided on the upstream side of the first path for measuring the flow rate of the slurry;
Only including,
The slurry continuous reforming system , wherein the control means controls the rotational speed of the stirring mixer based on the density measured by the density measuring means and the flow rate measured by the flow rate measuring means .
請求項1において、In claim 1,
前記制御手段は、前記密度測定手段により測定された密度と、前記流量測定手段により測定された流量とに基づき、前記改質剤の混入量が調整されるように前記改質剤混入手段を制御することを特徴とするスラリー連続改質システム。The control unit controls the modifying agent mixing unit so that the mixing amount of the modifying agent is adjusted based on the density measured by the density measuring unit and the flow rate measured by the flow rate measuring unit. A slurry continuous reforming system.
請求項1、2のいずれかにおいて、
記攪拌ミキサーは、
ケーシングと、
前記ケーシング内に設けられ、回転駆動されることによってスラリーの攪拌を行う羽体と、
前記羽体の回転面に隣接する形で前記ケーシング内に設けられ、スラリーに伏流を発生させる伏流発生スペースと、
前記羽体の回転面の中心側からケーシング内にスラリーを導入する導入口と、
攪拌後のスラリーを前記羽体の回転面の中心より外側から吐出する吐出口と、
を含み、
前記制御手段は、前記羽体の回転速度を制御することを特徴とするスラリー連続改質システム。
In any one of Claims 1, 2.
Before Symbol stirring mixer,
A casing,
A wing that is provided in the casing and that is rotated and driven to stir the slurry;
A subsidence generating space provided in the casing adjacent to the rotating surface of the wing body and generating subsidence in the slurry;
An inlet for introducing slurry into the casing from the center side of the rotating surface of the wing,
A discharge port for discharging the stirred slurry from the outside of the center of the rotating surface of the wing,
Only including,
The slurry continuous reforming system , wherein the control means controls the rotational speed of the wings .
請求項1〜のいずれかにおいて、
前記第1の経路より下流側に第2の経路が設けられ、
前記第2の経路に、スラリーに安定剤を添加する安定剤添加手段が設けられていることを特徴とするスラリー連続改質システム。
In any one of Claims 1-3 ,
A second path is provided downstream from the first path;
The slurry continuous reforming system, wherein a stabilizer addition means for adding a stabilizer to the slurry is provided in the second path .
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