JPH05261399A

JPH05261399A - 真空脱水方法及び装置

Info

Publication number: JPH05261399A
Application number: JP4092005A
Authority: JP
Inventors: Masazumi Kanazawa; 正澄金沢
Original assignee: OUEI KAIHATSU KOGYO KK
Current assignee: OUEI KAIHATSU KOGYO KK
Priority date: 1992-03-17
Filing date: 1992-03-17
Publication date: 1993-10-12
Anticipated expiration: 2010-05-24
Also published as: JPH0747158B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は各種汚泥を容器内で所定の真空状態
にして沸点を下げた状態で沸騰させることにより、水分
を蒸発させて処理可能な含水比にまで脱水する真空脱水
方法及び装置を提供することを目的とする。【構成】含水した汚泥を所定の真空下で沸点を下げた
状態に保持する汚泥容器に収納し、その汚泥容器を汚泥
よりも高い温度の加熱媒体と接触させることにより、水
分の蒸発を促進するようにした真空脱水方法、及び密閉
可能な汚泥容器２と、その汚泥容器１を収納するととも
に海水或は河川水を汚泥容器１に接触させて流通可能な
加熱容器２と、汚泥容器１内を所定の真空度に保持する
真空ポンプ３とからなる真空脱水装置を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は真空脱水方法及び装置に
関し、特には各種汚泥を容器内で所定の真空状態にして
沸点を下げた状態で沸騰させることにより、凝集剤を使
用することなく水分を蒸発させて処理可能な含水比にま
で脱水するものである。

【０００２】

【従来の技術】浚渫作業における浚渫汚泥その他各種の
汚泥の内、含水比の高いものはそのままでは土砂として
廃棄処分をすることができず、環境破壊を防ぐため適宜
の含水比にまで脱水して処分をすることが必要である。

【０００３】従来、浚渫汚泥等の各種汚泥の脱水はデカ
ンターや遠心分離機等の機械的凝縮法、又は沈殿法、或
はろ過法等種々の手段により行われている。即ち、２５
０〜４００％の含水比の汚泥はフィルター方式や機械的
凝縮法により、４００％以上の含水比のものは土の性状
により脱水方式を選定して脱水している。また、含水比
が２５０％以上に達する液性が極めて高い汚泥等の場合
は、前記いずれかの方法を実施する前段階として、予め
凝集剤を添加して土粒子を凝集させてフロックを形成し
ておくことが行われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
脱水方法では、大掛かりな脱水装置等を要して多大の設
備費を必要とし、しかも脱水能力及び作業能率が低く、
かつ、凝集剤を使用することからコスト的にも高価とな
る。更に凝集剤を使用することによる放流水の安全性等
も問題となる。また、従来の機械的凝縮法では土粒子の
構成比率や比重、有機物質の含入程度等の汚泥の性状に
よってその凝縮方法及び効果が著しく異なるため、場所
により汚泥の性状が大きく変化する浚渫汚泥等において
は連続して安定した処理を行うことが困難である。ま
た、含水比が１００〜２５０％の汚泥は機械式凝縮法で
は負荷が大きく、フィルター方式でも目詰りを起こすこ
とが多い。例えばデカンターでは砂質が５％以上となる
と負荷が大きくなりすぎ、遠心分離機では比重が２以下
となると遠心沈降が困難である。更にシルトや粘土質成
分が３０％以上となるとフィルター方式では目詰りして
処理量が急激に減少してしまう。

【０００５】そこで、本発明は上記事情に鑑み、最も処
理の困難な１００〜２５０％の含水比の汚泥或はより含
水比の高い各種汚泥を、凝集剤を使用することなく、又
土性の変化に関係することなく、簡単に能率高く脱水す
ることのできる安価な真空脱水方法及び装置を提供す
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる真空脱水
方法は、含水した汚泥を所定の真空下で沸点を下げた状
態に保持する汚泥容器に収納し、その汚泥容器を汚泥の
沸点温度よりも高い温度の加熱媒体と接触させることに
より、或は汚泥容器内に汚泥の沸点温度よりも高い温度
の発熱体を収納して汚泥と接触させることにより、汚泥
の水分の蒸発を促進するようにした構成、更に浚渫船に
浚渫汚泥を所定の真空下で沸点を下げた状態に保持する
汚泥容器を装備し、その汚泥容器を海水或いは河川水中
に浸漬し、又は海水或は河川水を汚泥容器に接触可能に
供給する構成とすることにより、汚泥を加熱して水分の
蒸発を促進するようにした構成を提供する。

【０００７】また本発明にかかる真空脱水装置は、密閉
可能な汚泥容器と、その汚泥容器を収納するとともに海
水或は河川水を汚泥容器に接触させて流通可能な加熱容
器と、汚泥容器内を所定の真空度に保持する真空ポンプ
とからなる構成、更には密閉可能な汚泥容器と、その汚
泥容器内に汚泥と共に収納される発熱体と、汚泥容器内
を所定の真空度に保持する真空ポンプとからなる構成、
又密閉可能な汚泥容器と、その汚泥容器とともに加熱媒
体を収納可能な加熱容器と、汚泥容器内を所定の真空度
に保持する真空ポンプと、加熱媒体を加熱容器に供給す
る熱源装置とからなる構成を提供する。

【０００８】

【作用】上記手段の本発明によれば、汚泥容器内に汚泥
を収納して密閉し、真空ポンプで吸引して所定の真空度
を保持することにより、汚泥の沸点を下げることができ
る。その状態で汚泥容器に海水や河川水或は熱源装置か
ら供給される熱源を接触させることにより、それらと汚
泥との温度差により汚泥が沸騰して汚泥中に含まれる水
分が蒸発し、真空ポンプで外部に排出されて、汚泥の脱
水が行われる。或は汚泥容器内に汚泥の沸点温度よりも
高い温度の発熱体を収納して所定の真空下で汚泥と接触
させるため、発熱体の熱量がロスなくほぼ完全に汚泥に
伝達されて汚泥の水分が蒸発して汚泥の脱水が行われ
る。そして、浚渫作業においては浚渫現場に存する海水
や河川水を加熱媒体として利用できるので、効率良く、
安価に脱水作業を行うことができる。また、浚渫船に装
備して、浚渫船上で脱水作業を行うことができるため、
陸揚げする汚泥の容量そのものを大きく減少させること
ができる。

【０００９】

【実施例】本発明にかかる真空脱水方法は、各種汚泥、
特には１００〜２５０％の含水比の汚泥を真空状態下で
沸騰させることにより汚泥中の水分を蒸発させることを
要旨とするものである。以下にその方法を真空脱水装置
の一実施例とともに説明する。

【００１０】本発明にかかる真空脱水装置の第１実施例
は図１，図２に示したように、各種汚泥を収納して密閉
する汚泥容器１と、この汚泥容器１を収納して加熱する
ための加熱容器２と、汚泥容器１内を所定の真空状態に
保持するとともに蒸発した水分を外部に吸引する真空ポ
ンプ３とからなり、加熱容器２には海水等の加熱媒体４
の供給管５と配水管６が設けられている。

【００１１】なお、汚泥容器１内の各種汚泥を沸騰させ
るための加熱媒体４の態様によっては、沸点の下がった
各種汚泥を沸騰させるだけの所定温度を有する海水、河
川水又は工場排水中に汚泥容器１を直接浸漬しておくだ
けでよいから、汚泥を収納して内部を一定の真空状態に
保持できる汚泥容器１さえあれば、本発明の真空脱水方
法を実施することができる。

【００１２】汚泥容器１は、加熱容器２の開口部に支持
されて、その周面が加熱媒体４と直接接触できるように
吊支持される本体９と、本体９の開口部を密閉し真空ポ
ンプ３と連結する接続管８を有する蓋１０とからなり、
その内部に収納する各種汚泥を排出するときは反転でき
るように、ブラケット１１と軸１２を介して加熱容器２
に回動可能に支持されている。また、汚泥容器１の外部
表面には加熱媒体４との接触面積を増大させるために羽
根を付設する等の適宜の手段を施してもよい。

【００１３】加熱容器２は、ブラケット１１と連結する
ブラケット１３を介して汚泥容器１により密閉可能な開
口部と供給管５及び排出管６とを有する。そして、供給
管５からは海水、河川水、工場排水その他の所定の温度
を有する加熱媒体４を流入させて汚泥容器１に接触させ
て加熱し、排出管６から放流する。浚渫作業の場合には
浚渫現場における海水や河川水をポンプにより組み上げ
てそのまま流入させて利用することが最も適当である。

【００１４】次に本発明にかかる真空脱水装置の第２実
施例を図３に基づき説明する。本実施例では前記真空脱
水装置の加熱容器２に海水や河川水等自然に存するもの
以外の人為的な加熱媒体４を供給する熱源装置７が加え
られる。熱源装置７は例えば経済的な太陽熱交換器１４
によって温水等の加熱媒体４を得るようにしてある。更
に、天候に左右される太陽熱交換器１４の補助としてボ
イラー１５等を付設してもよい。したがって、供給管５
と太陽熱交換器１４及びボイラー１５とをそれぞれ連結
するとともに排出管６を太陽熱交換器１４の供給管１６
と連結して加熱媒体４を循環させて使用をする。本実施
例は海水等を得ることが困難な陸上の脱水処理に適当な
ものである。

【００１５】更に、本発明にかかる真空脱水装置の第３
実施例を図４に基づき説明する。なお、前記実施例と同
一の構成については同一の符号を付して説明を省略す
る。本実施例はコンクリート排液、上水道汚泥、シール
ド工事排液、基礎杭の掘削泥水等の含水比の極めて高い
汚泥の処理に有用なものである。本実施例では汚泥容器
１内に汚泥の沸点温度よりも高い温度の発熱体４１を収
納して汚泥と接触させる。発熱体４１は適宜のフロート
４２に支持されて液性の高い汚泥中に浮遊するように収
容され、所定のコード４３により外部の電源に接続され
ている。なお、本実施例では汚泥容器１を外部から加熱
する加熱容器２を設けることなく、汚泥容器１内に収納
した発熱体４１のみでも汚泥の脱水を行うことができ
る。

【００１６】上記真空脱水装置の作用を説明すると、第
１，第２実施例においては浚渫汚泥等を汚泥容器１の内
部に収納し、蓋１を閉じて真空ポンプ３を作動させて汚
泥容器１の内部を一定の真空度に保持して汚泥の沸点を
下げる。この真空状態を維持した状態で海水や河川水等
自然に存する加熱媒体４或は太陽熱交換器１４等によっ
て加熱された加熱媒体４を加熱容器２に流通させて汚泥
容器１を加熱することにより、その加熱媒体４と汚泥容
器１内の汚泥との温度差により水分が蒸発し、その水分
は真空ポンプ３で外部に排出される。

【００１７】図４に示す第３実施例では第１，第２実施
例と同様に真空状態を維持した状態で外部の電源により
発熱体４１を発熱させ、その熱量により汚泥等の水分を
蒸発させるものである。真空状態であるため、発熱体４
１のほぼすべての熱量がロスなく汚泥等に伝達されるこ
ととなり、効果的に脱水される。なお、加熱媒体４を加
熱容器２に接触させることを併用することにより、その
処理時間を短縮することができる。

【００１８】そこで、実験例として、含水比が２５０％
の浚渫汚泥０．２５ｍ³を５０ｃｍ×５０ｃｍ×１１０
ｃｍの汚泥容器１に収納し、その汚泥容器１内を真空ポ
ンプ３にて５ｔｏｒｒ（〜１０ｔｏｒｒ）程度の真空状
態とした。これにより、収納した汚泥の沸点は１〜２℃
となった。真空ポンプ３で吸引を継続している状態で、
加熱容器２内に１６℃程度の海水を１分間に２００リッ
トルの量で３０分間通過させた。その後、汚泥容器１内
の泥土の含水比を測定したところ、１２０％程度となっ
ていた。

【００１９】そこで、本発明にかかる真空脱水装置を用
いた浚渫作業の一例を説明すると、図５に示したよう
に、浚渫船２０が陸揚げする汚泥を、岸壁２１に設置し
たシューター２２に落として異物の除去を行い、それを
真空脱水装置２３にかけて脱水を行い、更に脱水された
汚泥の微粒子の溶解を防止するためセメント等を加えて
混練機２４にかけて処分可能な適宜の含水比となすので
ある。

【００２０】さらに、本発明にかかる真空脱水装置を浚
渫船に搭載する実施例につき説明する。図６，図７に示
したように、浚渫船３０の横腹に前記汚泥容器１を取付
固定するか、若しくはクレーン３１等で船上から吊り下
げて海水或は河川水中に浸すことができるようにし、そ
の汚泥容器１に浚渫した汚泥を投入し、蓋を閉じて内部
を真空に保つ。さすれば、汚泥と海水との温度差で汚泥
の水分を蒸発させて脱水をすることができ、陸揚げする
浚渫汚泥の容量を飛躍的に減量することができ、高能率
で経済性の高い浚渫作業ができる。しかも、加熱媒体４
としての海水や河川水は浚渫現場に存在するため、単に
汚泥容器１を海水或は河川水中に浸漬しておくだけでよ
い。更に、汚泥容器１を浚渫船上に装備して海水や河川
水ポンプで組み上げて加熱容器２内に供給することも適
当である。

【００２１】

【発明の効果】以上説明した本発明によれば、浚渫汚泥
等の含水比の高い各種汚泥を汚泥容器に収納して所定の
真空度を保持することにより汚泥に含まれる水部の沸点
を下げ、汚泥容器を加熱媒体と接触させることにより、
或は汚泥容器内に汚泥の沸点温度よりも高い温度の発熱
体を収納して汚泥と接触させることにより、その温度差
にて水分の蒸発逸散を促進し、真空ポンプで蒸気として
排出することにより、通常脱水液を放流するために必要
な各種設備、処理費用が不要となるため各種汚泥の脱水
作業を効率良く行うことができる。また、凝集剤を使用
する必要がないため、脱水液をそのまま放流することが
できる。しかも、加熱媒体は海水、河川水、太陽熱、そ
の他工場排水などを利用して経済性高く脱水ができ、し
かも、真空ポンプの稼動と比較的低温の熱源を主体とし
た加熱源だけでよいからランニングコストを極めて低く
抑えることができる。

【００２２】更に本発明によれば土粒子の構成比率や比
重、有機物質の含入程度等の汚泥の性状によって脱水方
法及び効果が全く影響を受けないため、場所により汚泥
の性状が大きく変化する浚渫汚泥等であっても連続して
安定した処理を行うことが可能である。また、浚渫船に
装備して、浚渫船上で脱水作業を行うことができるため
陸揚げする汚泥の容量そのものを大きく減少させること
ができ、しかも浚渫現場の海水又は河川水を加熱媒体と
して利用できるため経済性が高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる真空脱水装置の第１実施例を示
す断面正面図。

【図２】図１の作用説明図。

【図３】本発明にかかる真空脱水装置の第２実施例を示
す説明図。

【図４】本発明にかかる真空脱水装置の第３実施例を示
す説明図。

【図５】本発明にかかる浚渫汚泥の真空脱水装置のシス
テムを示す説明図。

【図６】本発明にかかる浚渫汚泥の他例を示す正面図。

【図７】図６の一部省略平面図。

【符号の説明】

１…汚泥容器２…加熱容器３…真空ポンプ４…加熱媒体７…熱源装置１４…太陽熱交換器１５…ボイラー２０，３０…浚渫船４１…発熱体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】含水した汚泥を所定の真空下で沸点を下
げた状態に保持する汚泥容器に収納し、その汚泥容器を
汚泥の沸点温度よりも高い温度の加熱媒体と接触させる
ことにより、汚泥の水分の蒸発を促進するようにしたこ
とを特徴とする真空脱水方法。
【請求項２】加熱媒体が海水、河川水、工場廃水又は
太陽熱から選択されたものであることを特徴とする請求
項１記載の真空脱水方法。
【請求項３】浚渫船に浚渫汚泥を所定の真空下で沸点
を下げた状態に保持する汚泥容器を装備し、その汚泥容
器を海水或いは河川水中に浸漬することにより、汚泥を
加熱して水分の蒸発を促進するようにしたことを特徴と
する真空脱水方法。
【請求項４】浚渫船内に浚渫汚泥を所定の真空下で沸
点を下げた状態に保持する汚泥容器を装備し、その汚泥
容器に接触するように海水或いは河川水を供給すること
により、汚泥を加熱して水分の蒸発を促進するようにし
たことを特徴とする真空脱水方法。
【請求項５】含水した汚泥を所定の真空下で沸点を下
げた状態に保持する汚泥容器に収納し、その汚泥容器内
に汚泥の沸点温度よりも高い温度の発熱体を収納して汚
泥と接触させることにより、汚泥の水分の蒸発を促進す
るようにしたことを特徴とする真空脱水方法。
【請求項６】含水した汚泥を所定の真空下で沸点を下
げた状態に保持する汚泥容器に収納し、その汚泥容器内
に汚泥の沸点温度よりも高い温度の発熱体を収納して汚
泥と接触させるとともに、その汚泥容器を汚泥の沸点温
度よりも高い温度の加熱媒体と接触させることにより、
汚泥の水分の蒸発を促進するようにしたことを特徴とす
る真空脱水方法。
【請求項７】密閉可能な汚泥容器と、その汚泥容器と
ともに加熱媒体を収納可能な加熱容器と、汚泥容器内を
所定の真空度に保持する真空ポンプとからなることを特
徴とする真空脱水装置。
【請求項８】密閉可能な汚泥容器と、その汚泥容器内
に汚泥と共に収納される発熱体と、汚泥容器内を所定の
真空度に保持する真空ポンプとからなることを特徴とす
る真空脱水装置。
【請求項９】密閉可能な汚泥容器と、その汚泥容器内
に汚泥と共に収納される発熱体と、汚泥容器とともに加
熱媒体を収納可能な加熱容器と、汚泥容器内を所定の真
空度に保持する真空ポンプとからなることを特徴とする
真空脱水装置。
【請求項１０】密閉可能な汚泥容器と、その汚泥容器
を収納するとともに海水或は河川水を汚泥容器に接触さ
せて流通可能な加熱容器と、汚泥容器内を所定の真空度
に保持する真空ポンプとからなることを特徴とする真空
脱水装置。
【請求項１１】加熱媒体として海水又は河川水を流通
させる請求項７，９記載の真空脱水装置。
【請求項１２】密閉可能な汚泥容器と、その汚泥容器
とともに加熱媒体を収納可能な加熱容器と、汚泥容器内
を所定の真空度に保持する真空ポンプと、加熱媒体を加
熱容器に供給する熱源装置とからなることを特徴とする
真空脱水装置。
【請求項１３】熱源装置が太陽熱交換器又はボイラー
である請求項１３記載の真空脱水装置。
【請求項１４】浚渫船に装備され浚渫汚泥を所定の真
空下で沸点を下げた状態に保持する汚泥容器と、汚泥容
器を海水或いは河川水中に浸漬する手段を有することを
こと特徴とする真空脱水装置。
【請求項１５】浚渫船に装備され浚渫汚泥を所定の真
空下で沸点を下げた状態に保持する汚泥容器と、汚泥容
器に海水或いは河川水を接触可能に供給する手段を有す
ることをこと特徴とする真空脱水装置。