JP4247793B2 - 排泥処理設備及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、処理対象が地盤改良等で発生した排泥のうち、特に再利用し難いセメントを含む排泥を工事現場にて連続的に固化処理する上で好適な排泥処理設備及び方法に関する。なお、本明細書において、「セメント」はセメント系改良材を意味し、セメント類似物質を含む広義なものである。「凝集剤液」は凝集剤を水などに溶解したものを意味し、通常は凝集剤と助剤と水とで構成されている。

地盤改良工法では、セメント系の改良材を地盤に貫入したり引き抜かれる撹拌軸に沿って供給し地中に噴射して原位置土と混合し地盤強度を改良することがある。この工法では、地中に噴射された改良材のうち、一部が撹拌軸に沿って地表側に軸周りの土などと共に上昇排出される。この排泥は、セメントを含むために、一般的には再利用されることなく産業廃棄物として搬出処理されている。

以上のような排泥は、含水比が高いため容量が増し、その分運搬費がかかり改良施工費に対する産廃処理費が割高なものとなっている。対策としては、排泥から水分を簡単に脱水したり分離できれば、水の再利用が可能となるだけではなく、脱水後の残滓も減容化されるため運送総量の減少により運搬経費も安価となる。ところが、従来の脱水装置ないしは分級装置としては、フィルタプレスがあるが、この装置を用いた方法だと、フィルタにセメントが固着するため、目詰りが発生し、脱水能力の低下とメンテナンスに煩わされ、装置そのものが大きく広い設置場所を必要とする。

これに対し、下記特許文献１の泥水分離方法は、泥水に凝集剤及び分離剤を添加して攪拌し、前記泥水中の泥を固まりにした後、固まりとなった泥を通さず、水を通す水抜き部に前記泥水を通して泥と水とを分離するものである。泥水分離装置としては、泥水を収容可能な箱体に、泥が固まりとなった状態の泥水を内部に導入するための導入部と、水を通し、前記泥の固まりを通さない水抜き部と、内部に圧縮空気を供給する供給手段と、箱体の内外にわたる空気の流通を可能にする空気流通部とを設けたものである。また、前記水抜き部は箱体の側面に設けられており、この側面が下向きに近づくように箱体を傾斜させる傾斜装置を用いて水抜きを行うようになっている。
特開２００４−３３７７５７号公報

以上の特許文献１の方法及び装置では、泥水が本発明の排泥に相当しているが、工事現場で実施する場合に次のようなことが問題となる。
第１に、排泥と凝集剤及び分離剤とを混ぜる手段としてミキサー車を使用し、該ミキサー車のタンク内に収容した排泥に凝集剤粉を添加し、次に分離剤を加えて混合攪拌しても、凝集剤粉が難溶解性のため大量の泥水を均一な略カンテン状の凝集物に処理できない。また、処理された凝集物の性状が安定しないため分離装置側の水抜き部を構成している網状体の網目の設定及び加圧力の設定が難しくなる。
第２に、ミキサー車で作成した凝集物を貯留槽に移し、凝集物をその貯留槽からポンプで脱水用の分級装置に入れるようにしているため、凝集物の移送形態が複雑で処理経費を低減し難い。
第３に、分級装置では凝集物を箱体に入れ、該箱体を傾斜させて圧縮空気や重力により凝集物から水を抜くようにしているため、箱体が大きくなると傾斜馬力も大きく必要となり、作業効率が悪く、処理能力に欠けたり経費も増大する。

本発明は以上のような課題を解決するものである。その目的は、排泥の固化処理を効率よくかつ安定して行うことを可能にし、それにより工事現場で発生する排泥の減容化や減量化を図る上で好適な排泥処理設備及び排泥処理方法を提供することにある。

前記目的を達成するため、請求項１の発明は、図面の例で特定すると、セメントを含む排泥に凝集剤液を混練し、前記排泥を略カンテン状の凝集物に処理するとともに、該凝集物から水分を分離して硬固化体に処理する排泥処理設備であって、前記排泥を取り入れ、かつ該排泥に予め作成された前記凝集剤液の所定量を混練して凝集物に処理する混練装置２５と、前記混練装置より下段側に配置されて前記処理された凝集物を取り入れて押圧体７３を介して加圧することにより水分を分離して硬固化体に処理する加圧式分級装置２７と、前記混練装置と前記加圧式分級装置との間に配設されて、前記凝集物に振動を加えつつ水分を分離する振動式分級装置２６と、前記加圧式分級装置２７より下段側に配置されて前記処理された硬固化体を移送するベルトコンベア等の移送装置１６とを備えているとともに、前記振動式分級装置２６は、上面に多数の水抜き用スリット４５を有し、かつ下側に排水経路を形成しているケース４３と、前記ケース側面に取り付けられて該ケースに振動を与えるバイブレータ４７と、前記ケース４３をバネ手段４８を介し吊下した状態で該ケースを略水平に保持可能な支持ブラケット４９とを備え、前記上面の一端側に投入される前記凝集物を、前記バイブレータ４７の振動で該凝集物から水分の一部を分離しつつ、前記バイブレータの取付角度設定にて前記上面の排出方向である他端側へ移動可能にすることを特徴としている。

以上の排泥処理設備では次のように具体化することがより好ましい。
・前記混練装置２５は、内部の回転軸４２に対して軸一端側から軸他端側に向けて受入用スクリュ４２ａ、攪拌翼４２ｂ又は攪拌用スクリュ、排出用スクリュ４２ｃを順に軸装している装置本体４１と、前記装置本体４１のうち一端側に設けられて前記排泥をほぼ定量づつ前記受入スクリュ側へ吐出移送する定量供給手段４０Ａとを有していること（請求項２）、
・前記加圧式分級装置２７は、前後に連通する横長状ケーシング７１と、前記ケーシングの前面開口を開閉可能に閉止する蓋体７２と、前記ケーシング７１の内部に摺動可能に挿入された押圧体７３と、前記押圧体７３の後部側に一端を連結し、前記押圧体を所定の加圧速度で前進移動させたり、最前進位置から待機位置に後退する駆動手段７４と、前記蓋体を閉止状態と開放状態とに切り替える開閉手段７６とを備えていること（請求項３）、
・である。

これに対し、請求項４の発明は、セメントを含む排泥に凝集剤液を混練して、前記排泥を略カンテン状の凝集物に処理した後、該凝集物から水分を分離することで硬固化体に処理する排泥処理方法であって、地盤改良施工域付近に請求項１から３の何れかに記載の排泥処理設備１５、及び凝集剤と助剤と水から前記凝集剤液を作る凝集剤液製造プラント２１を設けるとともに、前記地盤改良施工域近傍に処理対象の排泥を一時的に収容する回収部１２と、前記回収部１２内に貯留された排泥をポンプ２２を通じて集積する中継槽２３とを設け、前記中継槽２３に集積された排泥と前記凝集剤液製造プラント２１で作られた凝集剤液とを前記排泥処理設備１５の混練装置２５に送ることを特徴としている。

以上の排泥処理方法では、前記回収部１２側のポンプ２２と前記中継槽２３とを結ぶ送泥管内に圧縮空気を吹き込んで管内の排泥を流動化して移送すること（請求項５）が好ましい。

・請求項１の発明設備では、特許文献１に比べて、混練装置において事前に作った凝集剤液を使用して排泥を凝集物に処理するため凝集物を均一性状に作成し易く、分級装置において凝集物を押圧体を介して加圧することで水分を分離するため装置自体を傾斜せずに簡単な操作で行うことができ、しかも上段の混練装置で作成した凝集物を前記分級装置側へ落下方式で移送可能となる。これらにより、工事現場で発生した排泥の固化処理を効率よく安定して行うことを可能にし、産業廃棄物用の運搬経費を大幅に低減できる。また、この発明設備では、大量の凝集物について、振動式分級装置により凝集物から水分の一部を分離した後、加圧式分級装置により最終的な水分分離を行うようにし、それにより、連続的な処理を行うような場合、加圧式分級装置（バッチ式）の処理を短くして、各装置の待ち時間等を極力減らして効率的な処理稼働を実現できるようにする。しかも、振動式分級装置として、振動式分級機を傾けることなく、凝集物から水分の一部を分離しながら排出方向に向けて移動させるため、振動式分級装置として簡易でかつ狭隘な空間に収めることができ、設備の小型化に寄与できる。
・請求項２の発明設備では、混練装置として、処理対象の排泥を定量供給手段を介してほぼ定量づつ装置本体内の受入スクリュ側へ移送するため、凝集剤液をその排泥量に合った適量づつ注入口から投入することで混練初期段階から混合ばらつきを抑え、攪拌処理で所定の粘性を持ったほぼ均一性状の凝集物に処理できるようにする。
・請求項３の発明設備では、加圧式分級装置として、ケーシング内に投入された凝集物を、駆動手段を介して押圧体を前進移動することにより押圧体と蓋体との間に加圧圧縮しつつ固化体内の水分を押出すため脱水ないしは分級効率がよく、また押圧体の前進量により圧縮程度を任意に設定して対象凝集物に合致した加圧力で水分分離でき、加えて凝集物が最終的に略ペレット状の硬固化体に処理され、蓋体を開放状態にして押圧体の前進にてケーシング前面開口から排出可能なため効率稼働を実現できるようにする。

・請求項４の発明方法では、以上の排泥処理設備の利点に加え、工事現場で発生した排泥を回収部から中継槽に一旦貯めておくとともに、凝集剤液を専用製造プラントで作成しておく。そして、混練装置に対し排泥を中継槽から導入すると同時に、凝集剤液を製造プラントから導入するため、排泥を凝集物として連続的に処理でき、処理後は下段の分級装置によって凝集物から水分を分離し、硬固化体に処理するというように連続的な排泥処理が可能となる。
・請求項５の発明方法では、送泥配管内に圧縮空気を吹き込んで管内を流動化することで、回収部側のポンプ能力を補って小型ポンプの採用を可能にする。

以下、本発明の好適な実施形態について添付図面を参照して説明する。この説明では、全体の概要、凝集剤液、排泥処理設備及び方法、混練装置、振動式分級装置、加圧式分級装置、ガイドシュート、水抜き用部材の順に詳述する。

（概要）図１は本発明と地盤改良工法との関係を示し、符号１はセメントミルク製造プラント、符号２は改良対象地盤の地表部ＧＬに設置された混合撹拌装置、符号１５は排泥処理プラント（設備）である。ここで、攪拌混合装置２は、キャタピラ走行式のベースマシン３と、ベースマシン３の先端側に立設された起倒式の鉛直ガイド４と、ガイド４に沿って昇降可能な駆動ヘッド５と、駆動ヘッド５の下部に回転可能に垂設された中空の攪拌軸６と、攪拌軸６の下側外周に配置された複数の攪拌翼７とを備えている。セメントミルク製造プラント１は、サイロ８から供給されるセメント及び水道ないしは排泥処理プラント１５で生成される水の供給を受けてセメントミルクを製造する。製造されたセメントミルクは、ポンプ９によりヘッド５の直下に設けたスイベルジョイント５ａを介して攪拌軸６内の供給管に圧送され、攪拌軸６の下端側又は攪拌翼７に設けられた噴出口を通じて地中に噴出される。噴射後は、攪拌翼７で原位置土と混合され改良杭１０として造成される。

以上の造成作業に先立ち、改良位置の地表部付近には、攪拌軸６の貫入予定部に連絡溝１１によって連通する、いわゆる釜揚と称される排泥一時貯留ピット１２を造成し、またこの貯留ピット１２の近傍に排泥処理プラント１５を設置しておく。これにより、実施工では、改良杭１０の造成に伴い、攪拌軸６に沿って地表部に上昇排出される排泥（セメント−水−土の混合物で、前記噴射口からの噴射量に比例した量）が連絡溝１１を通じて貯留ピット１２内に貯留される。そして、貯留ピット１２内に一時貯留された排泥は、排泥処理プラント１５に取り入れられ、該排泥処理プラントで各種処理を行うことにより、水分分離された後、ベルトコンベア１６を介してダンプトラックなどの運搬車両１７に移し替えられ、産業廃棄物として運搬車両１７により運送排出される。すなわち、排泥処理プラント１５は、攪拌混合装置１による工事量に比例して排出される排泥を現場処理により固形化し得る処理能力に設定され、前記造成作業と並行して稼働することで施工域の残土処理としても機能する。

また、図２は排泥処理プラントの構成を模式的に示している。排泥処理プラント１５は、設備本体２０と、設備本体２０に凝集剤液を供給するための凝集剤液製造プラント２１と、前記貯留ピット１２内に投入された複数の小型水中ポンプ２２（図では１つのみ示している）と、ポンプ２２に接続された中継槽２３と、中継槽２３内にあって、ここに集積された排泥を設備本体２０に供給する第２の水中ポンプ２４などを備えている。

設備本体２０には、ポンプ２４及び凝集剤液製造プラント２１から供給される排泥と凝集剤液を適宜の混合比で混練する混練装置２５と、混練装置２５の排出端下部に配置された振動式分級装置２６と、振動式分級装置２６の排出端下部に配置された加圧式分級装置２７と、これら各装置及び凝集剤液製造プラント２１、ポンプ２２や２３を連繋させつつ駆動制御するための制御盤（制御装置）２８とを具備している。なお、制御盤２８と前記各装置とは、破線で例示されるような電気信号線により接続されている。

ここで、貯留ピット１２内に投入されている小型水中ポンプ２２は、大型ポンプを用いる場合に比べて、移動時などの取扱い性に優れているとともに、ポンプ吸込み口の網径がφ２インチであり、第２のポンプ２４の網径φ３インチに比べて小さく、これによって排泥を吸引した時点で、排泥中に混在するゴミ、ガラ、砂利、土塊等の粗粒成分は濾過される。しかしながら、このようにすると配管抵抗が上がる。そこで、この形態では、図２の一部に拡大して示すように、配管２２ａ中にエアノズル２２ｂを挿入し、該エアノズル２２ｂ中に図示しない気体供給手段からの加圧空気を注入して空気輸送することで、ポンプ２２の駆動能力が小さくても、流動抵抗を小さくして中継槽２３まで連続輸送可能になるよう工夫されている。

（凝集剤液）凝集剤製造プラント２１は、処理方法により異なるが以下に示す凝集剤液を作液することができるが、必ずしも本凝集剤液に限定されるものではない。
（１）一液型凝集剤の作液方法及び処理方法
水道水１００重量部に対し、塩化カルシウム、塩化ナトリウム、塩化マグネシウムの少なくとも一種類以上の無機塩を１重量部〜５重量部の範囲で溶解した溶液にアクリルアミド／ジメチルアミノエチルメタリレート塩化メチル４級塩共重合物とアクリルアミドアクリル酸ソーダ共重合物の混合物（テルフロックTG；株式会社テルナイト社製品）を０.５重量部から２．０重量部の範囲で添加したポリマー溶液を作液する。そして、本ポリマー水溶液に含まれるテルフロックＴＧを粉末換算でセメント混じり排泥中に含まれる乾燥固形分当り０．２０〜０．４０ｗ／ｗ％の添加率になるように添加、攪拌混合し、カンテン状凝集物を形成せしめる。
（２）二液型凝集剤の作液方法及び処理方法
二液型凝集剤を用いて処理する場合の凝集剤製造プラント２１に於ける作液は、ポリマー水溶液のみの作液になる。一方で使用する無機凝集剤は、液体品であるため、そのまま、混練装置２５で添加するか、或いは、一旦、別のタンクで希釈して、混練装置２５で添加する。ポリマー溶液は、水道水１００重量部に対し、塩化カルシウム、塩化ナトリウム、塩化マグネシウムの少なくとも一種類以上の無機塩を０重量部〜１．０重量部の範囲で溶解した溶液にポリアクリルアミド加水分解物、アクリルアミドアクリル酸ソーダ共重合物、（テルフロックAH、HS-916；株式会社テルナイト社製品）ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリレートの粉末品或いは逆相エマルジョン品を０．５から１．５重量部の範囲で添加し、本ポリマー水溶液に含まれる高分子凝集剤を粉末換算でセメント混じり排泥中に含まれる乾燥固形分当り０．１０〜０．４０ｗ／ｗ％の添加率になるように添加、攪拌混合し、高粘性のカンテン状物を形成せしめた後、ポリ塩化アルミニウム、硫酸バンド溶液を０．１０から９．０重量部を添加、攪拌混合し、カンテン状凝集物を形成せしめる。
また、具体例として、上述した何れの処理方法においても１００ｍ^３／１日の排泥を処理する場合には、凝集剤液が２０ｍ^３程度必要となるなど、処理対象の排泥総量に比例して凝集剤液の使用量も多くなる。一般的には凝集剤液を工場で製造して現場に持ち込んでいる。しかし、以上のように使用量が多い場合には、工事現場で製造する方が品質及びコスト的に有利となる。

図３は凝集剤液製造プラント２１で凝集剤液を製造する手順例を示している。この製造では、最初に、水と無機塩を混合し、所要量の無機塩水溶液を作る。その攪拌時間は１０ｓｅｃ以上である。次に、無機塩水溶液に凝集剤を順次添加して溶解させる。なお、この製造では、例えば、一度に多量の凝集剤を溶解させると、凝集剤の水和が不均一になり、いわゆるダマを作り、均一な凝集剤液にならないので、例えば、凝集剤を少しづつ無機塩水溶液に添加して、所要濃度にまで上げることが好ましい。所定濃度に達した後は、全体を攪拌しつつ養生を行う。養生時間は２時間程度であり、養生後は粘調な液となる。養生後は、排泥処理作業に連動して配管系を通じて設備本体２０側へポンプ圧送する。

（排泥処理設備及び方法）図４と図５は設備本体２０の具体的構造を示している。この設備本体２０では、矩形立体枠状のフレーム３０上にあって、最上段に前述の混練装置２５を配置するとともに、その先端下部に位置して混練装置の２５の長手方向と直交して振動式分級装置２６を配置し、更に分級装置２６の排出端下部に位置して該分級装置２６と略平行して加圧式分級装置２７を配置している。また、フレーム３０には、点検等で使用される階段３０ａが一側部に設けられているとともに、混練装置２５の下側スペースに制御盤２８などを配置している。なお、以上の設備本体２０は、例えば、全体を１０トントラック等に他の機材などとともに積載して搬送可能な容積・重量であり、工事現場に搬送した後、簡単な配線や配管を施すことで直ちに稼働できるよう設計されている。

そして、この排泥処理操作では、上記した一液型凝集剤を用いる場合、処理対象の排泥を、ほぼ定量ずつ、且つ凝集液を同時に加えつつ混練装置２５に導入して練り混ぜることで、ほぼカンテン状の凝集物に処理できる。一方、二液型凝集剤を用いて処理する場合は、処理対象の排泥を、ほぼ定量ずつ、かつポリマー水溶液を同時に加えつつ混練装置２５に導入して練り混ぜ、混練装置２５の出口部分で、無機凝集剤の水溶液を添加し、混合することにより、ほぼカンテン状の凝集物に処理できる。その後、カンテン状凝集物を後述する混合装置の排出部から下側の振動式分級装置２６に落下する。分級装置２６では、受け止めた凝集物に振動を加えて当該凝集物から水分の一部を分離しつつ、凝集物を加振方向である装置一端側から他端側へ移送して、ガイドシュート６３内に落下し、該ガイドシュート６３を介して加圧式分級装置２７に投入可能にする。分級装置２７では、分級装置２６で水分の一部を分離除去した凝集物を内部に受け入れるとともに、ピストン方式でその凝集物を圧縮して強制的に脱水することで略ペレット状の硬固化体に処理し、前開口を閉じている蓋体を開操作することでその硬固化体を外部に押し出す。押し出された硬固化体は、上述したベルトコンベア１６を介して運搬車両１７側に移し替えられる。また、分級装置２６と２７で脱水された水は、各分級装置２６と２７の下方へ流下し、水槽６１などに貯留された後、外部に放流されるか、或いは前記セメントミルク製造プラント１や凝集剤液製造プラント２１の水として循環使用される。以上のようにして、形態例の排泥処理方法では、処理対象の排泥がペレット状の硬固化体に処理されることで、容積及び重量共に大幅に圧縮され、減容化及び減量化を達成できる。

なお、混練装置２５で練り混ぜられた直後の凝集物は、排泥が凝集剤液により緩く固化しているだけで、内部に水分が多く含まれているため、分級条件によっては泥水化したりバラバラになってしまうので、予備試験で分級の操作条件を決める必要がある。この点は後述する。

（混練装置）この装置細部は次の通りである。すなわち、混練装置２５は、図５と図６に示されるように、一側に排泥受入用ホッパ４０を突出している装置本体４１と、ホッパ４０と装置本体４１との間に設けられて排泥を定量づつ装置本体４０内に向けて吐出する定量供給手段４０Ａと、装置本体４１の先端側に設けられて振動式分級装置２６の一端側直上に位置している排出部４１ａとを有し、両端が軸受部を介し回転自在に支持され、かつモータＭ1等の駆動手段で回転される回転軸４２を装置本体４１及び排出部４１ａ内を貫通した状態に配置している。この回転軸４２には、装置本体４１内において受入用スクリュ４２ａと複数の攪拌翼４２ｂとが順に軸装され、排出部４１ａ内において排出用スクリュ４２ｃが軸装されている。定量供給手段４０Ａとしては、例えば、特開２００２−２１１７４６号に開示のロータリーバルブ又はそれに類似のものを使用できる。構造的には、上側投入口をホッパー４０に連結し、下側排出口を装置本体４１に連結して、モーターＭ2の駆動などにより羽根付のロータを回転することで、ホッパ４０内の排泥などを投入口側から排出口側へほぼ定量づつ送り出すようにする。排出部４１ａは、Ｕ字形の鋼棒材を多数用いて、各鋼棒材を３〜７ｍｍ程度の間隔を保って配列支持したスリット構成であり、処理された凝集物を該スリットから振動式分級装置２６に向けて落下供給する。

（振動式分級装置）この装置細部は次の通りである。すなわち、この分級装置２６は、図５〜図９と図１２に示されるように、混練装置２５で処理された凝集物を受け入れるケース４３と、ケース４３の両側部に円盤状の固定金具４６を介して角度調整可能に配設された一対のバイブレータ４７などを備えている。このうち、ケース４３は、図９から推察されるように、段差状の水平上面に多数のスリットを形成している水抜き用部材４５を有し、かつその下側に不図示の船底状の排水経路を形成している。水抜き用部材４５は、図９中、Ａ−Ａ線拡大断面として示したように、枠体４５ｂ及び枠体４５ｂ内に並設された複数の断面三角形の棒材４５ａからなり、棒材４５ａ同士の間に所定幅ｄのスリットを区画している。幅ｄは、各種試験から凝集物の性状によっても多少異なるが、２〜８ｍｍ程度、より好ましくは３〜７ｍｍである。

また、ケース４３は、両側面において、左右側に突設された合計４カ所の支軸４４を有し、該各支軸４４をバネ（圧縮バネユニット等）４８を介して上記フレーム３０内に略水平に吊り込んだ状態で保持されており、混練装置２５側より上面の一端側に投入される凝集物を、バイブレータ４７の振動で該凝集物から水分の一部を分離しつつ、排出方向である上面の他端側へ移動可能となっている。なお、図５のバネ４８つまり吊り込み構造は模式化されている。実際は、図７に例示されるごとくフレーム３０中、最上部の梁３０ｂに垂下された一対のブラケット４９と、両ブラケット４９の側部に固定されたスリーブ５０と、スリーブ５０内に昇降可能に挿通され、かつ下端を前記支軸４４に連結した連結ロッド５１と、各連結ロッド５１の周囲上下に配置され、かつ中間ナット５２及び上部ナット５３により伸縮規制される上下一対の圧縮バネ４８ａ，４８ｂとからなっている。そして、振動時において、上下の圧縮バネ４８ａ，４８ｂが押し引きすることによって、暴れを防止し、所定の振動特性を得ることができるよう工夫されている。

ところで、各バイブレータ４７は、例えば、モータの偏心マスを同期回転させることによって、振動を与えるものである。例えば、図８（ａ）のごとくバイブレータ４７をケース４３の側面に平行に固定した場合、ケース４３は矢印方向である上下に振動するだけで、上面において凝集物の移動が全くなく、振動の繰返しにより凝集物はバラバラに破砕され、水抜き用部材４５のスリットを通過してしまう。これに対し、図８（ｂ）のごとくバイブレータ４７を矢印の前進側に所定の角度αだけ前傾した状態に固定した場合、ケース４３に加わる振動モーメントに移動方向の分力が生じ、水抜き用部材４５が水平であっても、移動方向に生じた推力Ｆにより、前記凝集物を搬送始端より適正な移動速度で順次移動させながら水分を分離し、先端より水分分離したものを加圧式分級機２７側へ供給可能となる。

すなわち、形態例では、従来色々な分野で採用されているように振動式分級装置自体を傾けることなく、凝集物の移動が可能となるため、装置を傾斜状態に配置するときのようにバネ圧の不均衡や、それに伴う振動の不安定さがなく、かつ限られた狭隘な空間内での装置の収りを実現することができる。また、前記角度αの調整は、ケース側面に対する固定金具４６の取付角度調整によって行うことができる。なお、水抜き用部材４５のスリットから落下した水は、図５に模式的に示すように、ケース４３の底面を伝ってその最低側からフレーム３０内に配管された縦樋６０などを伝ってフレーム３０下側に配置された水槽６１に一時貯留される。

（加圧式分級装置）この装置細部は次の通りである。すなわち、この分級装置２７は、図１０と図１１に示されるように、振動式分級装置２６の下段側に２機平行配置されている。２機使用している理由は、混練装置２５及び振動式分級装置２６が連続処理を行っているのに対し、分級装置２７がバッチ処理となるからであり、両装置２７の一方が加圧動作中に他方が凝集物の受入動作を行うことで、前工程とのタクトがとれるようにするためである。そして、この構造において、２機を使用するため、振動式分級装置２６の先端と各分級装置２７の上側取入口７０との間には、図１２に模式的に示したような、下端を逆Ｙ字形に分岐したガイドシュート６３が配置され、これをエアシリンダ６５等により移動させて、各分級装置２７に対する供給切替が可能となっている。この点は後述する。

図１０は前記加圧式分級装置２７の平面図及び正面図、図１１は同分級装置２７を簡略化した概略斜視図である。図において、各分級装置２７は、上部に取入口７０を開口し、前後に連通する横長状ケーシング７１と、ケーシング７１の前面開口を開閉可能に閉止する蓋体７２と、ケーシング７１内に摺動可能に挿入された押圧体７３と、押圧体７３の後部側に一端を連結し、押圧体７３を所定の加圧速度で前進移動させたり、最前進位置から待機位置に後退する動作を行う駆動用シリンダ７４と、ケーシング７１の先端上部に立設されたコラム７５に対し揺動可能に支持され、かつ先端を蓋体７２に連結して蓋体７２を閉止と開放状態に切り替える開閉用シリンダ７６とを備えている。なお、蓋体７２は、ケーシング７１に対し上側ヒンジ部を介して連結されている。各分級装置２７は、ケーシング７１の両側部から後部にかけて延在されて、前記駆動用シリンダ７４の後端を支持する略コ字形枠体７７と、蓋体７２の両脇に配置されて蓋体７２を閉止状態でロックする対のシリンダ７８（図１１では省略した）とを備えている。

ケーシング７１の両側面及び底面には、開口部が形成され、各開口部に対しスリットを形成している水抜き用部材７９が脱着可能にはめ込まれている。同様に、蓋体７２にも開口部が形成され、該開口部に対し水抜き用部材７９がはめ込まれている。更に、図１１（ａ）に示されるように、押圧体７３の前面にも開口部が形成され、該開口部に対し水抜き用部材７９が脱着可能にはめ込まれている。なお、押圧体７３は、後部内側に設けられた隔壁８０を有し、該隔壁８０の後部に前記した駆動用シリンダ７４の先端が連結しているとともに、隔壁８０の前面下側が開口している。各水抜き部材７９は、上記した水抜き用部材４５と同様に、凝集物の圧縮過程で固化体内の水分をスリットを通じて外部に逃すものである。この点は後述する。

（ガイドシュート）図１２は、前述した切替式ガイドシュート６３の詳細構造を示している。すなわち、ガイドシュート６３は、その上部開口６３ａが前記振動式分級機２６の先端側の排出用間口幅のほぼ２倍であり、中央の隔壁６３ｂによって左右に仕切られ、又、その下部開口面を各加圧式分級機２７の取入口７０に対向すべく、下部側が左右に分岐した状態に形成されている。そして、ガイドシュート６３は、横方向に配置された図示省略したガイドレールなどのガイド手段を介して横方向に移動自在に保持されている。また、ガイドシュート６３には、一端側がジョイント具６４を介して切替用シリンダ６５に接続され、シリンダ６５のロッド突出状態では、図１２（ａ）のごとく分級装置２６に対して上部開口６３ａの右半分が対向位置し、右側の分級装置２７の取入口７０にその下部開口を対向させる。シリンダ６５のロッド収縮状態では、図１２（ｂ）のごとく分級装置２６に対して上部開口６３ａの左半分が対向位置し、左側の分級装置２７の取入口７０にその下部開口を対向させる。

以上において、前記ガイドシュート６３の切替用シリンダ６５、押圧体駆動用シリンダ７４、蓋体開閉用シリンダ７６及びロック用シリンダ７８は、前記制御盤２８からの駆動指令によって制御される。この制御では、前述したように、一方の分級装置２７が加圧駆動中だと、ガイドシュート６３が他方の分級装置２７側に切り替えられる。他方の分級装置２７において、押圧体駆動用シリンダ７４が後退位置、開閉用シリンダ７６及びロック用シリンダ７８が蓋体７２を閉鎖した状態で、振動式分級装置２６側より凝集物が取入口７０を通じてケーシング７１内に供給される。同時並行して、一方の分級装置２７においては、シリンダ７４が駆動されて押圧体７３を前進し、ケーシング７１内の凝集物を押圧体７３と蓋体７２との間で加圧圧縮する。凝集物はその圧縮により、内部の水分が最も近い側面、底面、前後面にあって、対応した水抜き用部材７９のスリットを通じてケーシング外から下方の水槽６１に流下する。そして、この構造では、押圧体７３が決められた前進位置に到達したときにシリンダ７４が駆動停止され、シリンダ７８による蓋体７２のロックが解除され、同時に開閉用シリンダ７６の駆動により、図１１（ｃ）に示すごとく、蓋体７１が開放され、圧縮処理されたペレット状の硬固化体Ｐをケーシング７１外へ排出する。排出された硬固化体Ｐは、下側のベルトコンベア１６（図５を参照）に受渡される。

なお、蓋体７２は、排出後、直ちに閉鎖され、ロック状態に保持されると同時に押圧体７３がシリンダ７４により後退位置に戻り、このタイミングでガイドシュート６３が当該分級装置２７側に切り替り、ケーシング７１内に凝集物の供給を始めると同時に、他方側分級装置２７が前記と同様の要領で加圧動作を繰返す。この構造では、以上のような交互動作により、連続的な排泥処理が行えるようになっている。

ところで、以上の加圧操作中に、急激な加圧力をかけた場合、固化体内部から表面への水の逃げ道が確保されず、表面だけ固まり、内部が泥水化し易い。このため、分級を確実かつ効率よく行うためには、各種試験から、押圧体７３を前進移動するプレス速度等を検討しておくことである。この試験では、そのプレス速度として３００ｃｍ／ｍｉｎ以下に抑えることが望ましいことが分かった。これは、通常、プレス速度が遅ければ遅いほど硬くなる度合が高まり、硬固化体Ｐの体積が元の排泥に比して半分以下に削減され、輸送廃棄に際して減容化及び減量化を達成できる。なお、以上のプレス速度は、３００ｃｍ／ｍｉｎよりさらに遅ければ遅いほどより硬質な硬固化体Ｐに処理できるものの、一回の処理時間が長くなって処理操作性に欠けるため、適度な速度に設定することが望ましい。但し、以上の展開例としては、硬固化体Ｐを所定の強度に製造処理することで、園芸用等で使用されるブロックとして提供し、資源の有効活用に寄与することも考えられる。

（水抜き用部材）図１３は上記した水抜き用部材７９（水抜き用部材４５も同様）の一部を拡大した構成図である。すなわち、水抜き用部材７９は、ケーシング７１の底面や側面などに設けられる開口部に対応した大きさの枠体８２と、枠体８２内に所定間隔で並設されている多数の棒材８３とから構成されている。なお、枠体８２が大きくなる場合には、枠体８２内にあって、各棒材８３と交差する方向に配置されて各棒材を下から支持する支持棒が追加される。

枠体８２は、ケーシング７１の底面や側面などに設けられる開口部に対し、嵌合された状態でクランプ８１を介して装着されて、枠体内壁と略面一状態となる。各棒材８３は、半丸鋼棒が用いられ、枠体８２に対し平坦面を内側として所定間隔ｄで配列され、該平坦面が図１３（ａ）の矢印に示す凝集物の移動方向に対して平行となっている。また、蓋体７２又は押圧体７３に対しては、図１３（ｂ）に示すように、前記と同様にそれぞれの開口部に嵌合された状態で、クランプ８１を介して装着されて、各棒材８３が平坦面を内側として所定間隔ｄで配列されるとともに、該平坦面が矢印に示す凝集物の移動方向に対して垂直となっている。これらは、凝集物の付着防止とともに、固化体に対する相対的な摺動摩擦力及び加圧力が面で受止められるようにして、固化体に対して局部応力が加わり難く、加圧中の破砕などを防止できるようにする上でも好ましい。

また、以上の水抜き用部材７９は、間隔ｄつまり棒材同士の間のスリットの目詰まりを防ぐため、棒材８３として半丸鋼棒を使用したが、図９のＡ−Ａ線拡大断面に例示される断面三角形や円形などでもよい。また、棒材８３同士の間隔ｄは２〜８ｍｍ程度が好ましい。試験では、凝集物の性状によっても多少異なるが、３〜７ｍｍが最も好ましい結果となった。いずれにしろ、この構造では、部材７９がクランプ８１を介して枠体８２ごと脱着できるため、間隔ｄの異なるものを予め用意して、必要に応じて最適なものを選択使用することで、排泥及び凝集物の性状等に対応した最適の分級効果を得ることができる。

なお、以上の形態例は本発明を何ら制約するものではない。本発明は、各請求項で特定される技術要素を備えておればよく、細部は必要に応じて種々変更可能なものである。

本発明を適用した排泥処理方法の全体の流れを示す概略説明図である。 上記排泥処理方法の要部を模式化した概略構成図である。 上記排泥処理方法に使用する凝集剤液を作る製造手順を示す流れ図である。 上記排泥処理方法に適用される排泥処理設備を示す平面図及び正面図である。 上記設備のうち、混練装置と振動式分級装置及び加圧式分級装置の縦方向の配置関係を示す模式側面図である。 上記設備のうち、混練装置の細部を示す構成図である。 上記設備のうち、フレームに対し振動式分級装置の吊下構造を示す図である。 （ａ），（ｂ）は振動式分級装置におけるバイブレータの傾きと、凝集物の移動との関係を示す説明用側面図である。 上記振動式分級装置の平面と側面及び正面図、Ａ−Ａ線拡大断面図である。 上記設備のうち、加圧式分級装置の平面図と正面図である。 （ａ）〜（ｃ）は上記分級装置の簡略分解斜視図、模式斜視図並びにペレット状硬固化体を排出した状態の模式斜視図である。 （ａ），（ｂ）は切替式シュートの詳細構造を示す模式斜視図である。 （ａ），（ｂ）は水抜き用部材の詳細構造を示す部分断面図である。

符号の説明

１２…貯留ピット（回収部で、２２はポンプ）
１５…排泥処理プラント（排泥処理設備）
１６…ベルトコンベア（移送装置）
２０…設備本体
２３…中継槽（２４はポンプ）
２５…混練装置（４２は回転軸、４２ａ〜４２ｃはスクリュ又は攪拌翼）
２６…振動式分級装置（４３はケース、４７はバイブレータ、４９はブラケット）
２７…加圧式分級装置（７１はケーシング、７２は蓋体、７３は押圧体）
２８…制御盤（制御装置）
４０Ａ…定量供給手段
６３…ガイドシュート（切替手段）
６５…切替用シリンダ
７４…シリンダ（駆動手段）
７６…シリンダ（開閉手段）
Ｐ…ペレット状硬固化体

Claims (5)

1. セメントを含む排泥に凝集剤液を混練し、前記排泥を略カンテン状の凝集物に処理するとともに、該凝集物から水分を分離して硬固化体に処理する排泥処理設備であって、
   前記排泥を取り入れ、かつ該排泥に予め作成された前記凝集剤液の所定量を混練して凝集物に処理する混練装置と、
   前記混練装置より下段側に配置されて前記処理された凝集物を取り入れて押圧体を介して加圧することにより水分を分離して硬固化体に処理する加圧式分級装置と、
   前記混練装置と前記加圧式分級装置との間に配設されて、前記凝集物に振動を加えつつ水分を分離する振動式分級装置と、
   前記加圧式分級装置より下段側に配置されて前記処理された硬固化体を移送するベルトコンベア等の移送装置とを備えているとともに、
   前記振動式分級装置は、上面に多数の水抜き用スリットを有し、かつ下側に排水経路を形成しているケースと、前記ケース側面に取り付けられて該ケースに振動を与えるバイブレータと、前記ケースをバネ手段を介し吊下した状態で該ケースを略水平に保持可能な支持ブラケットとを備え、前記上面の一端側に投入される前記凝集物を、前記バイブレータの振動で該凝集物から水分の一部を分離しつつ、前記バイブレータの取付角度設定にて前記上面の排出方向である他端側へ移動可能にすることを特徴とする排泥処理設備。
2. 前記混練装置は、内部の回転軸に対して軸一端側から軸他端側に向けて受入用スクリュ、攪拌翼又は攪拌用スクリュ、排出用スクリュを順に軸装している装置本体と、前記回転軸を回転するモータ等の駆動手段と、前記装置本体のうち一端側に設けられて前記排泥をほぼ定量づつ前記受入スクリュ側へ吐出移送する定量供給手段とを有している請求項１に記載の排泥処理設備。
3. 前記加圧式分級装置は、前後に連通する横長状ケーシングと、前記ケーシングの前面開口を開閉可能に閉止する蓋体と、前記ケーシングの内部に摺動可能に挿入された押圧体と、前記押圧体の後部側に一端を連結し、前記押圧体を所定の加圧速度で前進移動させたり、最前進位置から待機位置に後退する駆動手段と、前記蓋体を閉止状態と開放状態とに切り替える開閉手段とを備えている請求項１又は２に記載の排泥処理設備。
4. セメントを含む排泥に凝集剤液を混練して、前記排泥を略カンテン状の凝集物に処理した後、該凝集物から水分を分離することで硬固化体に処理する排泥処理方法であって、
   地盤改良施工域付近に請求項１から３の何れかに記載の排泥処理設備、及び凝集剤と助剤と水から前記凝集剤液を作る凝集剤液製造プラントを設けるとともに、
   前記地盤改良施工域近傍に処理対象の排泥を一時的に収容する回収部と、前記回収部内に貯留された排泥をポンプを通じて集積する中継槽とを設け、
   前記中継槽に集積された排泥と前記凝集剤液製造プラントで作られた凝集剤液とを前記排泥処理設備の混練装置に送ることを特徴とする排泥処理方法。
5. 前記回収部側のポンプと前記中継槽とを結ぶ送泥管内に圧縮空気を吹き込んで管内の排泥を流動化して移送する請求項４に記載の排泥処理方法。

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