JP4600848B2 - 泥水泥土処理システム及びその装置 - Google Patents

Description

本発明は、建設基礎工事、トンネルシールド工事、管埋設推進工事等で発生する泥水泥土を、泥土と泥水とに分離させる泥水処理と泥土固化処理を行い、再利用可能な透明な上澄み液と改良土を作るシステム及びその装置に関する。

従来、発生泥水泥土を回収、土砂分と水分とを分離し再利用する方法としては、発生泥土を振動スクリーン、フィルタープレス、遠心分離機当で脱水する方法と、そこで得られた泥水は凝集剤を添加し上澄み液は放流、脱水された泥土は産業廃棄物として最終処分場に埋め立てて廃棄処理されている。また、一部であるが、脱水された泥土に固化材を投入し改良土を作る方法が実用化されている。

このような状況下から、建設工事等で発生する泥水泥土を振動篩機等にて砂・砂利を資源別に必要サイズに分別分級し、泥水は凝集沈殿にて濃縮後、脱水機により、脱水ケーキと離脱水に分離、脱水ケーキは固化材にて改質固化後、押出し成形機を利用して円柱形とし、更に整粒機にて球状に造粒し、固形分の全てを資源化するクローズド型のシステムが提案された。（特許文献１参照）

しかし、このクローズド型のシステムは装置自体が多岐にわたるため、大きくなり、工事現場での使用面積の制限により据付を行えることは稀にしかなく、泥水泥土の運搬問題やそれに伴う費用の問題があった。

一方、車載方式の大量泥土処理装置として、泥土を多軸撹拌機にて凝集剤と共に撹拌羽で巻き込んで剪断破砕しながら凝集剤と撹拌混合し、泥土を粒状化する方法が提案された。（特許文献２参照）

しかしながら、この方法では、凝集剤が本来のスラッジの凝集だけではなく必要のない土砂分にも付着・吸着されため、凝集剤が多量に必要となり不経済であるという問題があった。加えて、水分の多い泥水泥土に適用する場合、脱水せずに凝集剤プラス固化材を供給しており、余剰の水分まで固化材中の生石灰成分の消化吸収反応に消費されるため、多量の固化材の投入が必要となり不経済であった。
（特許文献２参照）
特開平１１−３４７５９３号公報 特開２００３−２００１９４号公報

そこで、建設工事等で発生する泥水泥土を水分の多少に拘らず処理することができ、泥土部を産業廃棄物とすることなく、現場内の埋め戻しや一般埋め立て用の土として再利用可能とし、分離水を再利用可能な処理水とし、更に装置全体を車載可能とすることを課題としてなされたものである。

上記課題を解決する手段として本発明は、建設工事で発生する泥水泥土を、吸引またはポンプにて貯タンクに取り込み、先ず振動スクリーン等のフィルターにて一次固液分離を行い一次処理液と一次分離固形分に分離し、一次処理液は液体サイクロンにて二次固液分離を行い、二次処理液と振動スクリーン等のフィルターに戻す二次分離固形分に分け、二次処理液は凝集剤を添加して二次処理液に含まれるスラッジ分を凝集沈降させ、その上澄み液は掘削液の補給水または河川や下水道に放流し、凝集沈降させたスラッジ分は一次分離固形分と共に生石灰等の固化材と混合攪拌して改質土とし、その改質土を現場内の埋め戻しや一般埋め立て用の土として再利用することを特徴とするシステム及びその装置にある。

本発明によれば、一次処理液は液体サイクロンにて二次処理液にし、この二次処理液に凝集剤を添加して含まれるスラッジ分を凝集沈降させるので、高価な凝集剤の削減が図られ経済的である。また、凝集沈降させたスラッジ分は一次処理固形分と共に生石灰等の固化剤と混合攪拌して改質土とするので、特許文献１のようなスラッジの脱水装置が不要となる。

また、泥水泥土は水分の多少に拘らず、振動スクリーン等のフィルターにて、余剰水が取除かれているので泥土・凝集スラッジ分に添加する生石灰等の固化剤量を削減でき経済的であると共に、広範囲の泥水泥土処理が行える。

加えて、本発明のシステムに基く装置はトラック等に車載できるので、工事現場またはその近辺にて泥水泥土の処理が可能となり経済的である。

以下、本発明を図面に示す実施の形態を参照して説明する。

図１から図４は本発明を実施するに用いる装置の一実施形態を示すもので、トラック上に搭載されており、１は泥水泥土のレシーバタンクであり、その上部にはブロワー２からの減圧配管と邪魔板４を挟んで泥水泥土の取込み口５が設けられている。泥水泥土の取込み口５には建設工事現場で発生する泥水泥土を吸引搬送するための可撓等性ホース３が取付けられている。泥水泥土のレシーバタンク１は傾斜させる機構が設けられており、傾けることにより排出口６から振動スクリーン７側へ泥水泥土が投入される構成になっている。振動スクリーン７は振動モータ８にて揺動する機構であり、低部から排出された一次処理液は一次処理液タンク１０に、側面の排出口９からの一次分離固形分は泥土・凝集スラッジ混合タンク１１へ投入される構成になっている。この一次処理液タンク１０には一次処理液の撹拌機１２とサイクロン１４への液送ポンプ１３が取付けられている。サイクロン１４ではその旋回流作用により、上部からの二次処理液は二次処理液タンク１５に、下部からの二次分離固形分は振動スクリーン７へ戻る構成になっている。この二次処理液タンク１５は凝集剤との混合撹拌タンクへ液送用のポンプ１７が取付けられており、凝集剤供給装置２０が取付けられて混合撹拌タンク１８から凝集剤と二次処理液との混合撹拌液がオーバーフローして、固液分離性能の高いシックナー２１へ流入する構成になっている。シックナー２１の上部には流入液と上澄み液とが直接混ざらないように邪魔板が設けられ、底部に沈降した三次分離固形分即ち凝集スラッジはポンプ２２を介し、泥土・凝集スラッジ混合タンク１１へ投入されるように配管され、一方スラッジが沈降して取除かれた上澄み液は隣の処理済水タンク１６へオーバーフローして流入する構成になっている。処理済水タンク１６には掘削液の補給水や振動スクリーン７で泥水泥土の粘度が高い場合の希釈水としてレシーバタンク１や二次処理液タンク１５に、または河川や下水道に放流用の液送ポンプ２４が設けられている。泥土・凝集スラッジ混合タンク１１には搬送及び混合用スクリューコンベア２５が設置されており、この搬送・混合用スクリューコンベア２５の途中部より固化材貯タンク２６から固化材搬送スクリューコンベア２７を介し、固化材を投入するように構成されている。そして、搬送及び混合用スクリューコンベアの先端から改質土２８が排出され、埋め戻し用はその場付近に貯土し、一般埋め立て用はダンプトラック（図示せず）に積み込み搬送する構成になっている。また、この泥水泥土処理装置には、ブロワー、ポンプ、撹拌機、スクリューコンベア等々の制御のための機構を内包する制御盤３２が搭載されている。

本発明のシステムについては、図５に示したように、建設現場で発生する泥水泥土４０は、一次固液分離機に搬送して一次固液分離４１を行い、一次分離液４２は二次固液分離機に搬送して二次固液分離４４を行い、更に、二次分離液４５は三次固液分離４７として未分離固形分を凝集剤４８にて凝集沈澱させ、上澄み液は、処理済水４９として希釈水や掘削液として再利用するか下水道や河川に放流し、一方二次分離された固形分４６は一次固液分離４１に再投入し、三次分離された固形分５０は一次分離された固形分４３と共に固化材５１を添加混合攪拌して改質５２し、改質土５３として埋め戻し用や一般埋め立て用の土として利用する再利用システムである。

次に上記実施の形態の作用を図１から図４及び図６を参照して説明する。図６は図１のフロー図である。尚、本説明では建設工事の一例として、管埋設工事にて先導管（図示せず）が地盤を掘削しながら推進機２９により埋設管３０を押入させていく工程で、立坑３１内に発生する泥水泥土の処理について述べる。

先ず、立坑内の泥水泥土部に吸引搬送用補強ゴムホース３先端を挿入し、ブロワー２を駆動して泥水泥土のレシーバタンク１を減圧にしながら、泥水泥土をレシーバタンク１へ搬送貯留する。このとき、レシーバタンク１内では邪魔板４により泥水泥土取込み口と減圧ラインが分離されているので、ブロワー２への泥水泥土の侵入が防げる。ここで、ブロワーを使用せず、スクイズポンプ等にて連続的に泥水泥土を吸引搬送しても良く、その場合はレシーバタンク１が省ける。

次に、一旦、ブロワーの駆動を停止してレシーバタンク１を常圧に戻し、振動スクリーン７の振動モータ８を駆動すると共に、レシーバタンクを手動にて傾け、排出口６から泥水泥土を振動スクリーン７に投入していく。このとき、振動スクリーン７の下部に設置された一次処理液タンク１０に一次分離液が貯留され、一次分離固形分は排出口９を経て泥土・凝集スラッジ混合タンク１１に排出される。尚、振動スクリーン７は他の濾過機や分級機でも良い。

そして、一次処理泥水タンク１０に貯留された一次分離液は、ポンプ１３にてサイクロン１４に送られ、その旋回流作用により固液分離され、サイクロン１４底部から排出される固形分は、振動スクリーン７に戻され、先の泥水泥土と共に再度一次固液分離にかけられる。

また、サイクロン１４上部から排出される二次分離液は、二次処理液タンク１５に貯留し、ポンプ１７により、混合撹拌タンク１８へ順次液送され、凝集剤供給装置２０では凝集剤を定量供給添加して攪拌機１９にて混合攪拌すると共に、混合撹拌タンク１８から凝集剤と二次処理液との混合撹拌液をオーバーフローさせて、上部に流入液と上澄み液とが直接混ざらないように邪魔板が設けられたシックナー２１へ送り、ここで底部に沈降した三次分離固形分即ち凝集スラッジはポンプ２２を介し、泥土・凝集スラッジ混合タンク１１へ投入され、一方スラッジが沈降して取除かれた上澄み液は隣の処理済水タンク１６へオーバーフローして流入する。

こうすることにより、再生された処理済水はポンプ２４を介し振動スクリーン７で泥水泥土の粘度が高い場合の希釈水としてレシーバタンク１や二次処理液の希釈水として二次処理液タンク１５へ送り再利用できる、他、掘削液の補給水タンク（図示せず）に送り再利用できる、或いは河川や下水道に放流することができる。

一方、泥土・凝集スラッジ混合タンク１１に排出された一次分離固形分と凝集スラッジとは、混合攪拌・搬送用スクリューコンベア２５にて混合攪拌され、泥土・凝集スラッジ混合タンク１１外に搬送されると共に、固化剤タンク２６から固化剤搬送スクリューコンベア２７を介し、固化剤を混合攪拌・搬送用スクリューコンベア２５の途中部より投入し、固化剤と混合攪拌により改質され、混合攪拌・搬送用スクリューコンベア２５の先端から改質土が排出される。

こうすることにより、改質された改質土は、埋め戻し用はその場付近に貯土し、一般埋め立て用や盛土用はダンプトラック（図示せず）に積み込み搬送することができる。

尚、詳細な説明は省略するが、本装置の駆動部分（ブロワー、ポンプ、撹拌機、スクリューコンベア等々）の駆動制御は制御盤３２の操作により行われる。

また、本装置はトラックに全てが搭載されているので、工事現場、またはその近辺で泥水泥土処理が行なえる。

本発明における泥水泥土処理装置の一実施形態を示す側面図。 図１の装置の平面図。 図１の装置の逆側面図の１部。 図１の装置の背面図。 本発明における泥水泥土処理システム図。 本発明における泥水泥土処理装置の一実施形態を示すフロー図。

符号の説明

１ レシーバタンク
２ ブロワー
３ ホース
４、４’ 邪魔板
７ 振動スクリーン
８ 振動モータ
１０ 一次処液タンク
１１ 泥土・凝集スラッジ混合タンク
１２ 撹拌機
１４ サイクロン
１５ 二次処理液タンク
１６ 処理済水タンク
１８ 混合撹拌タンク
１９ 撹拌機
２０ 凝集剤供給装置
２１ シックナー
２３ 処理済水タンク
２５ 搬送・混合用スクリューコンベア
２６ 固化材タンク
２７ 固化材搬送用スクリューコンベア
２８ 改質土
３２ 制御盤
４０ 泥水泥土
４１ 一次固液分離
４２ 一次分離液
４３ 一次分離固形分
４４ 二次固形分離
４５ 二次分離液
４６ 二次分離固形分
４７ 三次固液分離
４８ 凝集剤
４９ 処理済水
５０ 三次分離固形分
５１ 固化材
５２ 改質
５３ 改質土

Claims (3)

1. 建設現場で発生する泥水泥土処理において、泥水泥土を、振動篩にて一次固液分離を行い、一次分離液はサイクロンにて二次固液分離を行い、更に、二次分離液を邪魔板を有するシックナーにて凝集分離を行い、上澄み液は、処理済水として希釈水や掘削液として再利用するか、または、下水道や河川に放流し、底部沈降スラッジはポンプにより抜き出され、一次固液分離された固形分と共に固化剤を添加混合攪拌して改質土として埋め戻し用や一般埋め立て用の土として再利用する構成からなる泥水泥土処理システム。
2. 請求項１に記載のシステムに基づく装置として、泥水泥土の搬送装置と、これを固液分離するための振動篩と、一次分離液を二次固液分離するためのサイクロンと、二次分離液を三次固液分離として未分離固形分を凝集剤にて凝集沈澱させる邪魔板を有するシックナーと、分離された固形分とを固化剤とを混合攪拌装置を有することを特徴とする泥水泥土処理装置。
3. 請求項２の装置を自力走行用トラックに搭載して、工事現場またはその近辺で処理可能としたことを特徴とする車載型泥水泥土処理装置。

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