JPH06114219A - 泥または土砂含有物処理法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】懸濁物除去、泥土、泥水、汚濁水の濾過または
凝結、脱水処理、水処理、気体処理に適し、大接触表面
積、低差圧、低流動抵抗で閉塞少ないコンパクト、軽量
低コストで閉塞除去、再生容易な濾過体または充填物に
よる流体処理。 【構成】弾性線、剛毛等により作った刷毛、放射状刷
毛、たわし状器具等を必要により連結し、または芯に担
体を付け、濾材、充填物とする処理の方法、用具で、閉
塞し難く、圧調整により目開き変更容易で、閉塞物除去
に洗滌、振動、圧弛緩操作を加えることができる。また
微粉を分離した土砂は水きりが容易になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は土砂、残土、泥、汚泥、
掘削土、上下水、河川、池、水槽、湖沼等の浚渫土ある
いは排水、排気の処理における閉塞物の除去、再生容易
な濾材、充填材または処理材による脱水処理、浄化およ
び一般の排気、排水に適した方法、機器、濾過または接
触浄化用材料に関するもので、土砂の水きり、建設、土
木等への活用、汚濁排水、排気、悪臭の浄化を目的とす
る。

【０００２】

【従来の技術】従来大量の土砂を脱水処理しあるいは排
水をする低コスト、簡易な処理法が無かった。従来の濾
過材料や排水処理における充填材料はそれぞれ異なった
もので、兼用できるものは無く、従って目的によっては
過剰品質であり付着物や、閉塞があると再生は困難であ
ることが多かった。環境浄化では単なる分離だけでな
く、分離した排水、排気処理を必要とする。 水を含む
大量の土砂、汚泥等は裸の地盤の上に堆積して浸透脱水
したり、焼却、セメント固化等によって処理するのが普
通であった。前者は地下水汚染の原因となるので継続大
量処理には適しない。後２者は燃料を大量に消費した
り、埋立地活用の障害になる難点がある。また夾雑物の
分離も難しい。従来利用されている装置、工程の多くは
化学工業に使用されてきた装置等、例えば濾過、脱水機
器の型をそのまま利用することが多く、高価で、しかも
処理しても被処理物の最終処分費用が安くならず、設備
費、動力費、運転費等がかかるのが普通であった。プラ
ントとして総合コストを下げる試みも少なかった。しか
し、最近まで輸送費、埋立て処分費用が比較的安かった
ので、汚染性物を不適正な処分ですませることも多く、
合理的方法の開発自体が困難であった。 近年適当な埋
立て地が少なくなり、埋立てによる水源汚染のため処分
が困難になり、処分費が高くなり、人件費高謄、輸送費
上昇も加わり、漸く廃棄物埋め立て量減少等の合理的方
法と汚染地回復が要求されるようになった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】泥土を脱水処理する場
合遠心分離、圧濾機のように高価な装置を使用するか、
野積みして地面に水分を浸透脱水する等の方法がとられ
ていた。後者は汚水の地下浸透を防止する場合には使用
できない。 本発明はこれらの高価な装置、操作を使用
することなく、汚水の地下浸透を防止しつつ、簡易に脱
水し、または在来法と組合せて、高能率、、低動力消費
で土砂の脱水処理あるいは生化学的見ず処理にに適する
設備を得ることを目的とする。また埋立てゴミの雑物分
離、土砂洗浄、簡易な脱水とその排水処理が埋立て地利
用、汚染地回復のため必要であった。遠心デカンターは
ローター回転数制御、沈降槽は深さと滞留時間選択によ
って分離する粒子径を変えることができるが、前者は高
価であり、後者は土砂脱水を困難にしている。濾布によ
る濾過脱水は閉塞障害があり、しかも分離粒子径が濾布
により決まり、操作中に自由な選択できない難点があっ
た。本発明はこれらの難点を除くものである。集塵、微
生物水処理、そのほか大気、水の処理では閉塞が問題で
あり、効率良くしかも掃除再生容易な充填材、濾過材料
がのぞまれていた。

【０００４】

【問題を解決するための手段】本発明は濾過または生化
学的処理に使用する濾材あるいは充填材に掃除用刷毛の
ように線あるいは毛の一端が固定されず、単位濾過体が
束のように拘束されたものを使用する。従ってそのまま
使用し、または圧縮、弛緩あるいは圧除去によって容易
にほほ原形に復元し、一般に土砂、気体、液体の生化学
的処理、濾過、接触操作における粉塵、懸濁物、タール
状物、微生物、余剰汚泥等の閉塞物を容易に除去しもし
くは洗いだすことができ、堆積または圧縮によって一体
と見做せる濾過体に構成または復元できる。ステンレス
線あるいはメッキピアノ線のような弾性線や強化加工し
ていてもよい天然繊維、合成高分子の剛毛を、たとえば
放射状に、うにの殻や鞠、たわし状、試験管洗いのよう
にまとめて調製できる。これを管、筒、箱、堰板加工
品、篭等に充填し、あるいは板、金網、多孔板、目皿に
のせあるいは挟んで厚み方向あるいは板に並行方向に使
用できる。単列または複列の刷毛のようなものであって
もよい、管径等の装置諸元により代表径の大きいものを
押さえの間に充填してもよいし、代表径の小なものを多
数充填してもよい、亀の子たわしまたはその中間製品の
ようなものは量産されているので手軽に利用することが
できる。平面的単位体では玄関等に置く靴拭き用のマッ
トレス、絨毬のようなものがある。 これらは線の方向
またはその交差方向に積層して使用でき間隔を置いてそ
の間に前述の充填物を充填してもよい、多少とも圧をか
けた場合には閉塞物除去のため圧弛緩して水洗いし、ま
たは振動をかけて除去を容易にすることができる。勿論
両者を併用してもよい。使用中に振動、水流を連続また
は随時にかけてもよい。これは粒子の凝集、剥離を表面
接触、慣性と振動によって促進しつつ、濾過することに
なる。振動部と濾過部を別に設けて効果をあげることも
できる。充填層を砂、礫で埋めまたは混合してもよい。
層中に網や多孔板、棒、短冊板等の振動子や衝突板を挿
入してもよい。剛性または弾性体の比較的短かい線を束
ねた濾過材料あるいは充填物の難点は条件により趣時変
化、結束線の変形等によって位置、形状が変ることにに
ある。従って線の弾性復元の他に各単位の相対位置を拘
束する拘束手段を付加するのが好ましい。拘束手段は、
各単位を簾や網のように所定の位置に留める柔軟性ある
線、紐、鎖、連結具によることができる。

【０００５】

【実施例１】図１は本発明による横型で泥、汚泥、泥
水、処理に適した水槽型装置で土砂、粉塵、汚泥等によ
る閉塞の障害が少ない装置の例である。充填物２０は支
持用剛性板２４に挾まれ手要る。板は桁で強化された平
板、波板、簾の子、ガラス、セメント等の剛性無機板等
であってもよい。小型のものでは特に精度、コストの点
から無機型品が便利である。 現場打ちセメント杭のア
ースドリル工法における安定化泥水はベントナイト微粒
子、粘性成分であるＣＭＣ等を含み、そのままでは濾過
脱水の場合、濾材の目詰まりが激しく運転中に含まれて
くる土砂、シルトの分離が困難なものである。しかしベ
ントナイトト成分をハイドロサイクロンによって水側に
分離することによって、残存水分の脱水が容易になるこ
とがわかり、とくに本発明において簡易な目詰まり除去
ができるようになり分離に有利になって固化剤の使用は
不要になった。 図１において、泥水または水で流動性
を保持している土砂は分配器２から振動篩３上に供給さ
れ、小石や雑物を分離され区画４にたまる。ポンプ５に
よりハイドロサイクロン６に吹き込まれ微粒子、ベント
ナイトは７から別の貯蔵槽にはいる。砂、シルトに富む
泥水あるいは泥漿は８から土砂分離区画９にはいる。沈
降する水層は本発明による濾過層２０により濾過され区
画１６にはいりポンプ１８により配管２３を経て濾過水
または稀薄泥水として利用でき、余剰分は処分される。
充填層２０は単純堆積状態から可動板２４により所望の
圧をかけ濾材としての充填物の流路目開きを調節して、
通過粒子の粒度を調節できる。流路の両側面は支持面で
ある多孔板等２４、２５の両側縁に突起を付け、堤状に
し、気液の側方への漏れ止めにしている。また流路は筒
状または箱状に閉じられていてもよく、槽に差し込みし
て固定してもよい。すなわち任意荷設けることができる
支持具があれば濾過仕切の位置を条件により自由に変更
できる。開放部は接着、置き蓋によって閉じてもよい。
目詰まりを起こした場合には、区画１６側から逆洗し、
または２２からの流下水で除去できる。これらの操作時
に板２４を緩めて充填物を膨張させておけば、洗浄効果
は増大する。振動機４０は濾過中、または水洗時に閉塞
物の流動性を増し効果を増大する。公知の濾過操作同
様、沈降槽の下部に振動を与えて脱水を促進することも
できる。区画４の振動機は土砂をポンプ５へと移動す
る。いずれも振動は必要時にかけることで動力の節約が
できる。１３は分離土砂の脱水装置または取り出し装置
である。１２は稀薄泥水のとりだしポンプでサイクロン
４１により微粒子を除去して回収し、土砂の脱水を容易
にする。

【０００６】

【実施例２】図２は堆積土砂の脱水を示している。図１
同様ピット２１にポンプを設けてもよい。図３は管洗い
ブラシまたはブラシ状の充填物または濾材である。剛性
または弾性線３７を撚り芯線３８によって固定してい
る。下流出口側にも支持部材や仕切りを設けることがで
きる。断面比等は上流側と異なっていてもよい。

【０００７】

【実施例３】図４槽底、モルタル床の排水溝入り口に設
けた濾過装置である。２４は図１同様多孔板、スリット
板、エクスパントメタル等であり得る。２８は２４同様
の板も使えるが、ギヤラリーが適している。、露出地
盤、補強地盤、鋼板床等に土砂を堆積しまたは脱水する
こともできる。複数であり得る溝型流路１９は補強を兼
ね、充填材構造両面にあってもよい。４６は耐圧仕切ま
たは補強であり、スペーサーまたは支点４７によって固
定している。４７は４６に固定し、床２７対して浮いて
いてもよい。水は孔またはスリット４８から濾過層２０
を通って流路１９から排出される。２０は微生物浄化担
体でもあり得る。２０が閉塞したら２４、２５からなる
容器ごと引き出すか、４６を上げて、掃除できる。

【０００８】

【実施例４】図５は筒状または容器状の装置に図１２の
濾材または充填材を充填し、錘または錘と分配を兼ねた
水槽３２で充填層に圧をかけた濾過装置または充填等で
ある。この装置を生物化学的または物理化学的もしくは
触媒化学的汚水処理に使用できる。生物化学的汚水処理
の場合、処理室の壁、充填材に微生物を付着馴養した後
汚水を流通しまたは滞留させる。空気は空気室からの透
過のほか、循環汚水または同伴空気により処理室に供給
できる。もちろんどちらかを選択してもよい。液は複数
であってもよい噴霧ノズル２２から供給することができ
る。本発明による充填部２００Ｌ装置で２００Ｌ水槽を
併用し生活汚水を処理した。下水汚泥を馴養後ＣＯＤ３
００ｐｐｍの汚水を９０ｌ／日循環処理し、４０ｐｐｍ
になつた。分解率８６％であった。

【０００９】

【実施例５】図６は連結線３５で連結した濾材単位を、
押さえ装置３１に付けた固定用具４９に連結して閉塞時
に引上げ掃除ができ、しかも濾過単位の位置拘束をした
ものである。位置拘束は性能の維持、掃除の簡易化とと
もに充填操作も簡易化する利点がある。可動底板５０、
ギャラリー５０同様土砂圧が直接充填物または濾材にか
かるのを防止する。区画１０は槽をダンプトラックの荷
台のように油圧シリンダー等で傾けて土砂を排出する機
構を有する。

【００１０】

【実施例６】図７は比較的薄い濾材層を側面から圧する
場合である。槽はシリンダー５４で傾き、土砂を槽外に
排出している姿勢を示す。排出方向は縦、横任意に選択
できる。長い管状濾過管を単数または複数本使用し土砂
層内部に設けて排水を促進できる。処理部は平面的また
は立体的集合体である。

【００１１】

【実施例７】図８は、うに状の充填物を柔軟性線の網の
支点位置に付けた例である。図９は立体網を構成したも
のである。図１０は亀の子たわしを線状に連結したもの
である。図１１鋼線を半球状に芯３８で結束し、しかも
芯付近にフェルト、繊維等の多孔物を巻付けたもので、
保水性が改善され担体としての性能が向上する。図１２
は同様全球状の充填物である。

【００１２】

【実施例８】図１３は濾過層２０を付けた浅い脱水槽で
ある。泥、含水土砂、スラリー等を入れ静置脱水し、次
いで振動機４０をかけて分離、脱水をを促進し、脱水終
了したら側板５３を開けてシリンダーで槽を傾けて脱水
土砂等を排出できる。これはサンドマット脱水機と言わ
れる振動篩の次に付けて残留水分の分離を促進できる。
野積みで自然脱水するのが普通で能率が悪かったもので
ある。

【００１３】

【実施例９】図１４は比較的扁平な円盤状ブラシの例で
ある。この型は回転型研磨用ブラシとして量産されてい
るものと同型で製作容易である。図１５はその側面視を
示す。

【００１４】

【実施例１０】図１６は沈降槽水面付近で流動する水深
を制限して、微粒子沈降量制限し粗粒子への混入を少な
くする分離システムである。泥水または濃縮スラリーは
サイクロン下８から槽にはいり、粗粒子を沈降しつつ水
面に浮いている平行斜面板沈降装置７０を比較的短時間
で通過して大部分の微粒子が沈降することなく同様に浮
いている微粒子を通過させるストレーナー装置７１には
いり邪魔板または底板７２の上にあるポンプ１８で汲み
出される。土建掘削用泥水は必要な微粒子を含む泥水を
循環使用できる。分離砂あるいはシルトは微粒子含有制
限が容易になるので脱水性がよく、最後の水きりは図１
７のストレーナー装置を併用して沈降土砂層を脱水する
ことにより容易に地表に堆積できる。

【発明の効果】本発明は泥水、汚水、液の分離または浄
化に適した簡易な濾材、充填材、担体とその利用法、応
用装置に関するもので、粒子、汚物、微生物等による閉
塞が少なく、微生物坦体としてもよく、分離能力を自由
に調節し、閉塞物も容易に除去できる。槽中または堆積
した土砂、泥、汚泥、雑物から静置によって容易に水、
懸濁水、汚水等を分離できる。加圧、真空脱液、操作に
も使用でき、組合せ、他方法との併用も容易であり、環
境問題の解決、産業への利用等に有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】土砂または泥水、安定化泥水の選別浄化装置の
断面説明図。

【図２】堆積土砂、汚泥、雑物の脱水法説明図。

【図３】図１または２の濾材または充填物の例の説明
図。

【図４】保護覆いを有する組立て濾材の見取り図であ
る。濾過装置を補強枠または箱に納めた濾材で隔壁に相
当する穴がある流路、充填材の断面見取り図である。

【図５】ギャラリーを側壁とする充填塔または濾過槽縦
断面図。竪型流路の例。

【図６】側壁ギャラリーから水か流入する濾過層と脱水
された土砂の排出装置の組合せを示す断面説明図。

【図７】表裏を網で被覆し横圧をかけて濾過性能を調節
する充填材と槽から土砂を排出している装置の断面説明
図。

【図８】少なくとも１方向が柔軟な線、紐、糸等からな
る平面的に連結された濾材または充填物。

【図９】立体的に柔軟性または剛性結合した濾材または
充填材。図８の別形態の例。

【図１０】充填材を線状に連結した見取り図。

【図１１】半球状または錐状あるいは皿状に線を束ね芯
付近に多孔性担体、繊維質等を付けた充填物見取り図。

【図１２】図１１に相当するの球状、任意の立体または
平面的充填材見取り図。

【図１３】土砂から水分を分離する装置の立面図。

【図１４】皿状に線を束ね芯付近に多孔性担体、繊維質
等を付けた充填物平面図。

【図１５】図１４の立面断面図。

【図１６】水槽の内部に置いた濾過筒または濾過板の説
明断面図。

【図１７】ストレーナー断面図

【符号の説明】

１ 槽壁 ２ 分配器 ３ 振動篩 ４ 泥水または泥漿 ５、１２、１８ ポンプ ６ サイクロン １０ 沈降または堆積土砂 １３ ポンプ１２の位置調節装置 １４ 堰板または弁 １５ 弁操作端 １８ 土砂排出手段、空気または油圧シリンダー ２０ 濾材、充填材 ２２ 洗滌水装置 ２４、２５ 多孔板、スリット板、ギャラリー ３０ 濾材または充填物単位の例 ３３ 吊り上げ機構 ３７ 弾性線、毛 ３８ 結束要素、線、連結線等 ４０ 振動機 ５３ 開閉扉 ５３ 流路入り口 ５５ シリンダー用槽壁支点 ６６ ３９の押さえ ６７ 穴 ６９ 浮子 ７０ 平行斜面板沈降装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ０４Ｃ 9/00 6953−4Ｄ Ｃ０２Ｆ 3/10 Ｚ 11/12 Ｃ 7824−4Ｄ Ｄ 7824−4Ｄ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】泥水または土砂を堆積し、または槽に入れ
   て脱水する場合に、必要な弾性を有する複数の線を束
   ね、その複数の端が可動で、固定用部品に部分的に固定
   され纏められている線集合体の単数または複数を土砂ま
   たは流体の処理材として使用する泥または土砂含有物処
   理法。
2. 【請求項２】必要な弾性を有する複数の線を束ね、その
   複数の端が可動で、固定用部品に部分的に固定され纏め
   られている線集合体の単数または複数からなる充填材ま
   たは濾材。
3. 【請求項３】充填材または濾材が管掃除刷毛状物、刷毛
   状物またはマット状物あるいはたわし状物、それらの切
   断相当物から選ばれた一つあるいは組合せとする流体処
   理装置または請求項１記載の泥または土砂含有物処理法
   または流体処理装置。
4. 【請求項４】槽、土砂置場または底面が排水構造の床と
   壁からなる置場の排水路、堰または枠にとりつけた濾材
   層からなる請求項１記載の泥または土砂含有物処理法。
5. 【請求項５】濾材に加圧、弛緩、振動を与えまたは水洗
   から選ばれた操作を加えて操作状態とし、または濾材を
   浮動させつつ操作し、あるいは閉塞物を除去する流体処
   理装置または請求項１記載の泥または土砂含有物処理
   法。
6. 【請求項６】固定または浮遊し、濾過筒または濾過板を
   形成した請求項１または２記載の泥または土砂含有物処
   理法。
7. 【請求項７】土砂または泥水を液体サイクロンまたは流
   動層分級装置で処理した後、泥水を分離槽に入れまたは
   分離土砂を堆積して脱水する請求項１記載の泥または土
   砂含有物処理法。
8. 【請求項８】土砂または泥水に含まれる比較的微粒閉塞
   成分または汚濁成分を液体サイクロンにより除去し、濃
   縮された土砂を槽に入れて、沈降土砂と水層に分離し、
   槽壁または仕切壁に設けた濾過層により水層を分離し、
   次に土砂を槽外に取り出し、堆積して脱水する泥または
   土砂含有物処理法。
9. 【請求項９】線先端部が自由端であり、芯または固定部
   付近に多孔性担体を付けた請求項１または２記載の充填
   材または濾材。
10. 【請求項１０】処理槽と処理槽の深さに従い配置された
    濾過機能と振動装置とからなる請求項１または７記載の
    泥または土砂含有物処理法。