JPH0712558B2

JPH0712558B2 - ベルトプレス形脱水処理装置

Info

Publication number: JPH0712558B2
Application number: JP4245201A
Authority: JP
Inventors: 昂英松崎; 健三飯田; 芳春青木; 明洋北村; 宏恭原田
Original assignee: 秋葉産業株式会社; 村本建設株式会社; 株式会社ベストエンジニアリング
Priority date: 1992-09-14
Filing date: 1992-09-14
Publication date: 1995-02-15
Anticipated expiration: 2010-02-15
Also published as: JPH06234099A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば建設工事など
によって生じた廃泥水などのようなスラッジを脱水処理
するために好適に実施することができるベルトプレス形
脱水処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、建設工事には、下水道工事、基礎
工事、あるいはボーリング工事等に各種の新たな工法が
採用され実施に至っている中で、廃泥水の環境基準値を
満足する完全処理が要求されている。建設工事が増加す
るにつれて廃泥水の発生量も急増するため、大量の廃泥
水を処理場へ運搬する手間をなくし、減量化および細微
粒化を図ることが、環境上、重要視されている。

【０００３】このような廃泥水を処理するために従来で
は、遠心力脱水式、フィルタプレス式、スクリュー式、
圧縮式、真空式、ローラプレス式、重力脱水式、サイク
ロン式および振動式などの各種の脱水処理装置が用いら
れているけれども、いずれの脱水処理装置も脱水後のケ
ーキの含水率を低くして、より高い脱水効果を得るため
に構成が複雑・大形であり、設置場所に大きな占有空間
を必要とし、購入価格および運転コストも高価であると
いう問題を有する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、構成の簡略化および小形化を図り、安価なコスト
で脱水処理能力の向上を図ることができるようにしたベ
ルトプレス形脱水処理装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、脱水処理され
るべきスラッジが貯留される貯留槽と、貯留槽内のスラ
ッジに向けて増粘剤を噴射する第１ノズルと、貯留槽内
のスラッジと増粘剤とを撹拌する第１撹拌翼とを有する
第１撹拌手段と、第１撹拌手段で生成された貯留槽内の
第１流動物を、搬送方向下流側に搬送しながら撹拌する
第２撹拌翼と、供給された第１流動物に搬送方向上流側
で凝集剤を噴射する第２ノズルとを有する第２撹拌手段
と、第２撹拌手段で生成された第２流動物をフィルタ上
に供給して、遊離水とフロックとに分離する第１脱水手
段と、第１脱水手段で分離されたフロックが供給される
単一枚の無端状の多孔質シートと、多孔質シートが巻掛
けられて張架され、水平軸線まわりに回転自在に設けら
れる一対の搬送ローラと、各搬送ローラ間で搬送方向に
沿う一鉛直平面に関して一方側から前記鉛直平面を超え
て他方側へ突出して交互に設けられる複数の脱水ローラ
とを有し、前記シートをＵ字状に折畳んだ状態で各脱水
ローラに沿って蛇行走行させてＵ字状シート内のフロッ
クを圧縮して脱水する第２脱水手段と、前記一対の搬送
ローラのうちいずれか一方を回転駆動する駆動源とを含
むことを特徴とするベルトプレス形脱水処理装置であ
る。

【０００６】また本発明は、前記シートの幅方向両端部
には、相互に着脱自在に接合する接合部材が設けられる
ことを特徴とする。

【０００７】また本発明は、前記貯留槽と第２撹拌手段
とを相互の変位を許容可能に接続し、貯留槽内の第１流
動物を第２撹拌手段の搬送方向上流側に導く第１接続手
段と、前記第２撹拌手段と第１脱水手段とを相互の変位
を許容可能に接続し、第２撹拌手段の搬送方向下流側に
搬送された第２流動物を第１脱水手段の前記フィルタ上
に導く第２接続手段とを含むことを特徴とする。

【０００８】また本発明は、前記第１撹拌手段には、貯
留槽内に貯留されたスラッジの液位を検出する液位検出
手段と、第１撹拌手段から第２撹拌手段への第１流動物
の流路を開放／閉鎖する開閉手段とが設けられ、前記液
位検出手段の出力に応答して、前記スラッジの性状に応
じて第１および第２撹拌手段を制御する撹拌制御手段を
備えることを特徴とする。

【０００９】また本発明は、前記複数の脱水ローラを個
別的に前進／後退変位する変位駆動手段と、前記一対の
搬送ローラのうちいずれか他方を前記一方の搬送ローラ
に対して近接／離反変位して、前記シートの張力を調整
する張力調整手段とを設け、前記フロックの性状に応じ
て前記変位駆動手段、張力調整手段および駆動源を制御
する脱水制御手段を備えることを特徴とする。

【００１０】

【作用】請求項１記載の本発明に従えば、貯留槽内に貯
留されるスラッジには、第１噴射ノズルから増粘剤が噴
射され、第１撹拌手段の第１撹拌翼によって撹拌されて
混合される。このようにして生成された第１流動物は、
第２撹拌手段に供給され、第２ノズルから凝集剤が噴射
された後、搬送方向下流側へ搬送されながら第２撹拌翼
によって撹拌されて混合される。このようにして生成さ
れた第２流動物は、第１脱水手段のフィルタ上に供給さ
れ、遊離水とフロックとに分離される。第１脱水手段に
よって分離されたフロックは、第２脱水手段の多孔質シ
ートに供給される。この多孔質シートは、一対の搬送ロ
ーラに巻掛けられて張架され、したがってこれらの搬送
ローラ付近では前記シートは水平に広げられた状態とな
っている。

【００１１】各搬送ローラ間には複数の脱水ローラが設
けられる。各脱水ローラは鉛直軸線まわりに回転自在で
あって、前記シートの走行方向に沿う一鉛直平面に関し
て一方側から他方側へ前記鉛直平面を超えて突出して交
互に設けられる。したがって前記搬送ローラによって水
平に広げられたシートは、Ｕ字状に折畳まれた状態とな
り、各脱水ローラに沿って蛇行しながら走行駆動され
る。このような蛇行走行によってシート内のフロックは
圧縮されて脱水される。このとき脱水によってシート表
面に押出された濾水は下方に流れ落ち、シート内には脱
水ケーキが生成される。このようにして加圧脱水するた
めの複数の脱水ローラは、前記シートの走行経路に沿う
一鉛直平面に関して両側から交互に位置を違えて設けら
れているので、シート内に小石などが存在している場合
であっても、前記小石によるシートの損傷を防止して前
記フロックの漏出を確実に防止し、高い圧縮力を得るこ
とができる。特に増粘剤と凝集剤とをスラッジに混合す
るようにしたので、前記第１脱水手段において比較的多
くの遊離水を除去することができ、これによって脱水ロ
ーラをむやみに多く設ける必要がなくなり、構成を複雑
化および大形化することなしに高い脱水能力を達成する
ことができる。このように装置が大形化しないので、設
置場所に大きな占有空間を必要とすることなく、たとえ
ばトラックなどに搭載して建設廃泥土などのようなスラ
ッジを現場で脱水処理することが可能となり、大量のス
ラッジの処理施設への運搬作業などを削減して、低コス
ト化を図ることが可能となる。

【００１２】請求項２記載の本発明に従えば、前記シー
トの幅方向両端部には、いわゆるマジックテープなどの
ような接合部材が設けられる。このような接合部材によ
って、前記シートがほぼ水平に広げられた状態では、前
記シートの幅方向両端部が相互に離反しており、脱水ロ
ーラによってＵ字状に折畳まれた状態では各接合部材が
接続して開口部を塞ぐことができる。これによって脱水
ローラによってシート内のフロックが加圧されたとき
に、その圧力を分散する方向にフロックが移動してしま
うことを防止することができ、これによってシート内の
フロックを大きな圧縮力で加圧することができ、脱水効
率が向上される。

【００１３】請求項３記載の本発明に従えば、貯留槽と
第２撹拌手段とは第１接続手段によって接続される。こ
の第１接続手段によって貯留槽と第２撹拌手段の一方ま
たは双方が振動しても、相互の干渉を防止し、耐振性を
向上することができる。また第２撹拌手段と第１脱水手
段とは第２接続手段によって接続される。これによって
第２撹拌手段および第１脱水手段の振動が相互に伝達さ
れることを防止して、耐振性を向上することができる。

【００１４】請求項４記載の本発明に従えば、第１撹拌
手段に貯留槽内のスラッジの液位を検出する液位検出手
段を設け、この液位検出手段の出力に応答して撹拌制御
手段が前記スラッジの性状に応じて第１および第２撹拌
手段を制御するようにしたので、前記貯留槽にスラッジ
を供給してから第２流動物を生成するまでの工程を自動
化することができる。

【００１５】請求項５記載の本発明に従えば、変位駆動
手段によって前記複数の脱水ローラは個別的に前進／後
退変位駆動され、また前記一対の搬送ローラのうちいず
れか他方の搬送ローラは張力調整手段によって前記一方
の搬送ローラに対して近接／離反変位させて前記シート
の張力が調整される。これらの変位駆動手段および張力
調整手段ならびに前記駆動源は、脱水制御手段によって
フロックの性状に応じて制御されるので、第２脱水手段
による脱水工程を自動化することができる。

【００１６】

【実施例】図１は、本発明の一実施例の脱水処理装置１
を部分的に切欠いて示す断面図である。本実施例では、
スラッジは、建設工事で発生した掘削土砂を多量に含む
廃泥水であるものとして説明する。本実施例のベルトプ
レス形脱水処理装置１は、基本的に、たとえばポリアク
リル酸ナトリウムを主成分とする増粘剤（以下、単にＡ
液と略記する）を前記廃泥水に混和する第１撹拌手段３
と、第１撹拌手段３によって混和されたＡ液と廃泥水と
の混合物である第１流動物にたとえばカチオン系ポリマ
などの有機高分子凝集剤（以下、単にＢ液と略記する）
を混和して第２流動物を生成する第２撹拌手段４と、第
２撹拌手段４からの第２流動物を遊離水とフロックとに
分離する第１脱水手段５と、第１脱水手段５で分離され
たフロックを無端状の多孔質シート６によって圧縮して
加圧脱水する第２脱水手段７とを含む。これらの第１お
よび第２撹拌手段３，４ならびに第１および第２脱水手
段５，７は、たとえば鋼鉄製の枠体８の予め定める取付
位置に取付けられている。

【００１７】図２は、第１および第２撹拌手段３，４な
らびに第１脱水手段５を示す断面図である。前記第１撹
拌手段３は、脱水処理されるべき前記廃泥水が貯留され
る貯留槽９と、貯留槽９内の廃泥水に向けてＡ液を噴射
する第１ノズル１０と、前記貯留槽９内の廃泥水とＡ液
とを撹拌する第１撹拌翼１１を有する撹拌機１３とを有
する。前記貯留槽９には、水中ポンプなどによって汲上
げられた廃泥水が圧送されるホースなどが接続される入
側管路１４と、貯留槽９の傾斜した底板１５の下流側端
部に連なる出側管路１６とを有する。

【００１８】前記撹拌機１３は、枠体８に固定される取
付片１７に着脱自在に取付けられており、モータ１８
と、モータ１８の出力軸の回転を減速する減速機１９
と、減速機１９から貯留槽９内へ延び、先端部に前記第
１撹拌翼１１が固定される回転軸２０とを有する。貯留
槽９にはまた、前記入側管路１４から供給された廃泥水
の液位を検出するための液位検出手段である液位検出器
２１が設けられる。この液位検出器２１は、たとえばリ
ミットスイッチなどによって実現され、底板１５から上
方に間隔Ｌ１，Ｌ２をあけて３つの検出素子２３，２
４，２５を有する。各間隔Ｌ１，Ｌ２は、たとえば２０
ｃｍである。最も上方に配置される検出素子２５によっ
て廃泥水の液面が検出されたときには、貯留槽９内には
約７０リットルの廃泥水が貯留されており、入側管路１
４を介する貯留槽９への廃泥水の供給を停止させて、第
１ノズル９からＡ液が噴射されるとともに第１撹拌翼１
１が回転動作を開始して、貯留槽９内の廃泥水が撹拌さ
れてＡ液が混和される。

【００１９】前記貯留槽９の出側管路１６には、ボール
弁Ｖ１および第１接続手段としての蛇腹状の可撓管２６
を介して前記第２撹拌手段４が接続される。ボール弁Ｖ
１が開放されることによって、貯留槽９内で混和された
廃泥水とＡ液との混和物である第１流動物は可撓管２６
を経て第２撹拌手段４内に導かれるとともに、第１撹拌
手段３の振動、たとえば入側管路１４に接続されたホー
スの変位などに起因する振動が第２撹拌手段４に伝達さ
れることを防止することができる。

【００２０】前記第１ノズル１０からのＡ液の噴射量
は、貯留槽９内に貯留された廃泥水が７０リットルであ
るとき、１４００ｃｃを３６０ｃｃ／秒の噴射速度で噴
射する。また、このときの第１撹拌翼１１の回転数は３
６０ｒｐｍに選ばれる。前記Ａ液は、容器２７内に貯留
され、第１ノズル１０に接続される管路２８に介在され
たポンプ２９によって汲上げられ、流量制御弁Ｖ２によ
って第１ノズル１０への供給量が制御される。

【００２１】前記第２撹拌手段４は、直円筒状のケーシ
ング３３と、前記第１撹拌手段３で撹拌された第１流動
物を搬送方向Ａ下流側に搬送しながら撹拌する第２撹拌
翼としてのスクリューコンベア３４と、ケーシング３３
の搬送方向Ａ上流側で前記第２流動物にＢ液を噴射する
第２ノズル３５とを有する。前記Ｂ液は容器３６内に貯
留され、前記第２ノズル３５に接続される管路３７に介
在されたポンプ３８によって汲上げられ、流量制御弁Ｖ
３によって供給量が制御される。

【００２２】前記ケーシング３３には、搬送方向Ａ上流
側で外方に突起して延びる分岐管３９が一体的に形成さ
れ、この分岐管３９からさらに突出して第２ノズル３５
の取付部４０が形成される。この取付部４０に第２ノズ
ル３５を設けることによって、前記分岐管３９からケー
シング３３内に供給される第１流動物の流路よりも退避
した位置からＢ液を噴射することができ、これによって
第２ノズル３５への第１流動物の付着が防がれている。

【００２３】前記スクリューコンベア３４は、矢符Ｂ方
向に回転駆動される回転軸４１と、回転軸４１にその軸
線方向に間隔をあけて固定される複数の螺旋状の搬送ブ
レード４３と、各搬送ブレード４３間で前記回転軸４１
から半径方向外方に突出し、周方向にたとえば９０°毎
に間隔をあけて固定される撹拌ブレード４４とを有す
る。回転軸４１の軸線方向両端部は、ケーシング３３内
の空間を水密に塞ぐ一対の端板４５，４６によって軸支
され、モータ４７の回転力が減速機４８によって減速さ
れて伝達され、スクリューコンベア３４が矢符Ｂ方向に
回転駆動される。前記ケーシング３３の搬送方向Ａ上流
側の端部付近には、蓋４９によって塞がれた開口５０が
形成され、蓋４９を外した状態でケーシング３３内の保
守作業などを行うことができる。

【００２４】このような第２撹拌手段４は、前記枠体８
に搬送方向Ａ下流側になるにつれて上方に傾斜して取付
けられている。前記第１撹拌手段３から供給された第１
流動物にＢ液を混合するにあたっては、第２ノズル３５
から３ｋｇｆ／ｃｍ²の圧力で流量が０．０６リットル
／分とされる。またスクリューコンベア３４は、２．３
〜９．２ｒｐｍの回転数で回転駆動され、約３．５〜１
４．０リットル／分の流量で撹拌・混合することができ
る。

【００２５】このような第２撹拌手段４のケーシング３
３には、その搬送方向Ａ下流側の端部近傍で下方に延び
る分岐管５１が一体的に形成され、蛇腹状の可撓管５３
を介して振動を伝達することなく第１脱水手段５が接続
される。この第１脱水手段５は、ケーシング５４と、ケ
ーシング５４の内部空間５５内に突出して設けられ、第
２撹拌手段４から供給された第２流動物を重力脱水する
ためのフィルタ５６とを有する。ケーシング５４の頂板
５７には前記可撓管５３が接続される立上り管５８が固
定され、フィルタ５６に臨んで開口部５９が形成され
る。

【００２６】前記フィルタ５６は、ケーシング５４の排
出口６０寄りになるにつれて下方に傾斜した多孔板６１
と、多孔板６１の下方に配置され、多孔板６１とは逆方
向に傾斜した受け板６３とを有する。受け板６３上に落
下した濾水は排水管６４を介して外部に排出される。こ
のようなフィルタ５６によって、開口部５９から多孔板
６１上に落下した第２流動物が重力脱水され、その濾水
は受け板６３上に落下し、フロックは多孔板６１に沿っ
て底板６５上に落下し、排出口６０から外部に排出され
る。このような第１脱水手段５によって、第２撹拌手段
４で生成された第２流動物から約３０％程度の水を除去
することができる。なお、第１脱水手段５は、第２撹拌
手段４に着脱自在に接続されるとともに、第２接続手段
としての可撓管５３によって、第２撹拌手段４と第１脱
水手段５とは相互の変位が許容可能であり、第２撹拌手
段４からの振動が第１脱水手段５に影響しない。

【００２７】上述の第１および第２撹拌手段３，４なら
びに第１脱水手段５は、撹拌制御手段６６によって制御
される。すなわち、撹拌制御手段６６は、液位検出器２
１からの出力に応答して、貯留槽９内のスラッジが最上
段の検出素子２５によって検出されると、モータ１８を
駆動させて第１撹拌翼１１を撹拌動作を開始させるとと
もに、流量制御弁Ｖ２を開放して第１ノズル１０からＡ
液を噴射させる。その後、予め定める時間、たとえば廃
泥水の性状に応じた時間が経過すると、ボール弁Ｖ１を
開放させて、貯留槽９内のスラッジとＡ液との混和物、
すなわち第１流動物を第２撹拌手段４に導く。このと
き、流量制御弁Ｖ３を開放させて第２ノズル３５からＢ
液を噴射させるとともに、モータ４７を駆動してスクリ
ューコンベア３４を矢符Ｂ方向に回転駆動させる。この
ようにして、第１および第２撹拌手段３，４の一連の動
作をいわば自動的に制御することができるように構成さ
れている。

【００２８】図３は、第２脱水手段７の平面図である。
図１をも参照して、第２脱水手段７は、濾布と呼ばれる
無端状の多孔質シート６と、シート６が巻掛けられて張
架される一対の搬送ローラ７０，７１と、各搬送ローラ
７０，７１間で前記シート６の走行方向Ｃに沿う一鉛直
平面７３に関して一方側から前記鉛直平面７３を超えて
他方側へ突出して交互に設けられ、鉛直軸線まわりに回
転自在な複数の脱水ローラ７３ａ〜７３ｅとを有する。

【００２９】前記シート６は、走行方向Ｃ上流側に配置
される前記搬送ローラ７０付近では、その搬送ローラ７
０の外周面に沿って水平に広げられた状態にあり、走行
方向Ｃ下流側になるにつれて大略的にＶ字状のガイド板
７４に沿って上方に開放したＵ字状に折畳まれ、一対の
ガイドローラ７５ａ，７５ｂによって挟持され、テンシ
ョンローラ７６によって支持される。このテンションロ
ーラ７６よりも走行方向Ｃ下流側では、前記シート６は
各脱水ローラ７３ａ〜７３ｅによって鉛直平面７２に関
して水平方向両側に蛇行しながら走行した後、テンショ
ンローラ７７および一対のガイドローラ７８ａ，７８ｂ
を介して折畳まれた状態から水平に拡開し、走行方向Ｃ
下流側の搬送ローラ７１付近ではその外周面に沿って水
平に広げられた状態となっている。

【００３０】前記シート６には、その幅方向、すなわち
図３の上下方向両端部に接合部材であるマジックテープ
７９ａ，７９ｂが周方向全周にわたって固着される。各
マジックテープ７９ａ，７９ｂは、相互に着脱自在であ
って、走行方向Ｃ上流側のガイドローラ７５ａ，７５ｂ
と走行方向下流側のガイドローラ７８ａ，７８ｂとの間
では相互に係着して、シート６は袋状となっている。そ
のため、シート６内のフロックは、脱水ローラ７３ａ，
７３ｅによって押圧されても外部に漏出するおそれはな
い。搬送ローラ７１上には、平坦な掻取部材８０が設け
られ、脱水後のフロックの固形物が掻取られる。

【００３１】前記脱水ローラ７３ａ〜７３ｅは、ブラケ
ット８１に軸８３によって軸支され、ブラケット８１は
変位駆動手段である空気圧シリンダ８４ａ〜８４ｅによ
ってシート６を押圧または離反する方向に前進／後退変
位駆動して、シート６内のフロックの圧縮力を調整する
ことができるように構成されている。各空気圧シリンダ
８４ａ〜８４ｅには、圧縮空気圧源８５からの圧縮空気
が流量制御弁Ｖ４を介して供給される。

【００３２】走行方向Ｃ上流側の搬送ローラ７０は、案
内レール８６（図１参照）に沿って変位自在な軸受８７
ａ，８７ｂによって軸支され、各軸受８７ａ，８７ｂは
空気圧シリンダ８８ａ，８８ｂによって変位駆動され
る。各空気圧シリンダ８８ａ，８８ｂには、前記圧縮空
気圧源８５からの圧縮空気が流量制御弁Ｖ５，Ｖ６を介
して供給され、シート６の張力を調整することができ
る。走行方向Ｃ下流側の搬送ローラ７１は、軸受８９
ａ，８９ｂによって軸支され、駆動源であるモータ９０
からの回転力が減速されて図示しないチエンおよびスプ
ロケットホイールなどを介して伝達される。

【００３３】前記シート６の下張架部分６ａ（図１参
照）の下方には、洗浄用噴射ノズル９３が備えられ、た
とえば水道水などの洗浄水が流量制御弁Ｖ７を介して供
給される。各流量制御弁Ｖ５，Ｖ６，Ｖ７およびモータ
９０は、脱水制御手段９１によって制御される。前記シ
ート６の走行速度は、たとえば１．２〜４．３ｍ／分程
度であり、また脱水処理能力は２．４〜８．６リットル
／分程度である。

【００３４】図４は、撹拌制御手段６６の電気的構成を
示すブロック図である。撹拌制御手段６６は、自動運転
スイッチＳＷ１、停止スイッチＳＷ２、第１撹拌スイッ
チＳＷ３、第２撹拌スイッチＳＷ４、Ａ液供給スイッチ
ＳＷ５およびＢ液供給スイッチＳＷ６を有し、各スイッ
チＳＷ１〜ＳＷ６および前記液位検出器２１からの出力
が、中央処理装置（ＣＰＵ）などによって実現される制
御回路９４に入力される。自動運転スイッチＳＷ１を押
圧操作したときには、タイマ９５からのタイミング信号
によって、制御回路９４は制御信号を出力してボール弁
Ｖ１および流量制御弁Ｖ２，Ｖ３およびモータ１８，４
７を駆動／停止させる。装置内で異常が生じたときに
は、ブザーあるいはランプなどによって実現される警報
手段９６を能動化させて報知する。また自動運転スイッ
チＳＷ１を押圧せずに、他のスイッチＳＷ３〜ＳＷ６を
押圧操作したときには、第１および第２撹拌手段３，４
の各工程は個別的に作動する。すなわち第１撹拌スイッ
チＳＷ３を押圧操作したときには、モータ８が駆動さ
れ、第２撹拌スイッチＳＷ４を押圧操作したときにはモ
ータ４７が駆動される。またＡ液供給スイッチＳＷ５が
押圧操作されたときには流量制御弁Ｖ２だけが開放さ
れ、Ｂ液供給スイッチＳＷ６が押圧操作されたときには
流量制御弁Ｖ３だけが開放される。このようにして自動
的あるいは個別的に第１および第２撹拌手段３，４を制
御することができる。なお、各スイッチＳＷ１〜ＳＷ６
は、図示しない制御盤などに設けられている。

【００３５】図５は、脱水制御手段９１の電気的構成を
示すブロック図である。脱水制御手段９１は、中央処理
装置（ＣＰＵ）などによって実現される制御回路９７を
有し、シート駆動用スイッチＳＷ１０と、脱水ローラ駆
動用スイッチＳＷ１１、張力調整用スイッチＳＷ１２お
よび洗浄用スイッチＳＷ１３からの各出力が入力され
る。シート駆動用スイッチＳＷ１０を押圧操作したとき
には、制御回路９７からの制御信号によってモータ９０
が駆動され、脱水ローラ駆動用スイッチＳＷ１１を押圧
操作したときには流量制御弁Ｖ４が開放されて各空気圧
シリンダ８４ａ〜８４ｅに圧縮空気が供給され、各脱水
ローラ７３ａ〜７３ｅが伸長する。このとき、各ローラ
７３ａ〜７３ｅの突出量は事前に調整されており、本実
施例では走行方向Ｃ下流側になるにつれて突出量が大き
くなるように設定されている。これによって走行方向Ｃ
下流側になるにつれてシート６内のフロックに大きな圧
縮力を与えることができる。

【００３６】また張力調整用スイッチＳＷ１２を押圧操
作したときには、流量制御弁Ｖ５，Ｖ６が開放されて各
空気圧シリンダ８８ａ，８８ｂのピストン棒が伸長さ
れ、シート６が緊張される。さらに、洗浄用スイッチＳ
Ｗ１３を押圧操作したときには、流量制御弁Ｖ７が開放
されて洗浄水噴射用ノズル９３から洗浄水がシート６の
下張架部分６に向けて噴射されて、シート６に付着して
いるフロックが洗い流され、目詰りを防止することがで
きる。

【００３７】本件発明者は、Ａ液およびＢ液の特性を実
験によって確かめた。この実験について、以下に説明す
る。

【００３８】実験に用いた試料１〜試料４は、ボーリン
グ用あるいは建設工事用として用いられる４種類のベン
トナイトであり、試料５は、現場で発生した廃泥水であ
り、これらの粒度組成を表１に示す。

【００３９】

【表１】

【００４０】この実験では、増粘剤として使用するＡ液
の特性を知るために、ベントナイト濃度とＡ液濃度の配
合を変えて粘度、ＡＰＩ規格濾過試験を行い、次にベン
トナイト濃度３％、Ａ液濃度０．１％の泥水へ凝集剤で
あるＢ液を加え、フロック形成後に加圧試験を行い、脱
水ケーキおよび濾水の性状を検討した。

【００４１】前記加圧試験は、内径１００ｍｍのモール
ド内に通気度３０００ｃｍ³ ／分・ｃｍ² の濾布と各試
料１〜５を厚さ２０ｍｍにセットし、両面排水状態で加
圧した。このときの加圧圧力は１ｋｇｆ／ｃｍ² で一定
とし、加圧時間を０．２５、０．５、１．０、２．０、
４．０、８．０、３０．０分でそれぞれ加圧し、次に加
圧時間を２分として０．５、１．０、２．０、４．０、
８．０ｋｇｆ／ｃｍ²の圧力で加圧した。

【００４２】その結果、増粘剤Ａ液の特性に関しては、
試料２について、Ａ液濃度とファンネル粘度および泥水
量の関係は、図６に示されるとおりである。同図におい
て、ファネル粘度とベントナイト濃度との関係は、ライ
ンＬ１をＡ液濃度０．０５％とし、ラインＬ２をＡ液濃
度０．１％とし、ラインＬ３をＡ液濃度０．２％とし、
ラインＬ４をＡ液濃度０．０％として示している。また
濾水量とベントナイト濃度との関係は、ラインＬ１０を
Ａ液濃度０．０５％とし、ラインＬ１１をＡ液濃度０．
１％とし、ラインＬ１２をＡ液濃度０．２％とし、ライ
ンＬ１３をＡ液濃度０．０％として示している。Ａ液を
添加しない場合に比べて、粘性が著しく上がっているこ
とから、Ａ液の増粘効果の高いことが認められる。また
Ａ液の添加によって、濾水量が約半分に下がることが認
められる。

【００４３】加圧脱水に関しては、加圧時間（対数表
示）と含水率との関係が図７に示されるように求められ
た。含水率は時間の経過とともにほぼ直線的に減少し、
含水率の減少割合が加圧時間１〜２分を境に低くなるこ
とが理解される。

【００４４】さらに脱水ケーキの含水率とせん断強度と
の関係は、加圧圧力と含水率との関係として図８に示さ
れ、また加圧圧力と脱水ケーキのせん断強度との関係は
図９に示される。含水率は脱水が困難なベントナイト
（試料１〜試料４）においても、加圧圧力１．０ｋｇｆ
／ｃｍ² 以上でｗ′＝８５％以下になる。また試料５
は、シルト分の多い現場サンプルであるけれども、加圧
圧力を１.０ｋｇｆ／ｃｍ²で含水率ｗ′＝５３．２％に
抑えることができ、さらに加圧圧力２．０ｋｇｆ／ｃｍ
² 以上で含水率を５０％以下に抑えることが確認され
た。この実験では、加圧圧力１．０ｋｇｆ／ｃｍ² でベ
ーンせん断強度Ｓｕ＝０．２４〜０．３３ｋｇｆ／ｃｍ
²、加圧圧力２．０ｋｇｆ／ｃｍ²でＳｕ＝０．４０〜
０．５０ｋｇｆ／ｃｍ² を示す。したがって厚生省の
「建設廃棄物ガイドライン」に規定される産業廃棄物扱
いになる汚泥の基準が「一軸圧縮強度が概ね０．５ｋｇ
ｆ／ｃｍ² 以下」としていることから、脱水ケーキのせ
ん断強度がベーンせん断強度Ｓｕ≒ｑｕ／２と考える
と、Ｓｕ≒０．２５ｋｇｆ／ｃｍ² 以上であるので、前
記基準を満足している。

【００４５】さらに廃泥水の減容化に関しては、廃泥水
から脱水ケーキになるまでに、どれだけ体積が減少する
かを加圧圧力と体積減少率との関係として、図１０に示
される結果が得られた。同図から、体積減少率が７５％
（試料５）以上になることが理解される。

【００４６】以上のような実験結果から，Ａ液は高分子
結合作用によって、きわめて粘度の低い水溶液状の廃泥
水から水分を分離させて粘度を向上することが確かめら
れた。またＢ液は粒子が微細な廃泥水に対して大きな凝
集作用を有し、高い脱水性を得ることができることが確
かめられた。

【００４７】次に、このようなＡ液とＢ液とを用いて、
ベルトプレス形脱水処理装置１による脱水処理動作につ
いて説明する。図１〜図３をも参照して、水中ポンプな
どによって汲上げられた廃泥水は貯留槽９内へ供給さ
れ、最下段に配置される検出素子２３によって検出され
ると、撹拌制御手段６６からの制御信号によって流量制
御弁Ｖ１が閉じられ、貯留槽９内に廃泥水が貯留される
につれて最上段の検出素子２５が検出したとき、第１撹
拌翼１１が回転動作を開始するとともに、噴射ノズル１
０からＡ液が噴射されて撹拌しながら混合される。この
Ａ液の噴射量については、前記タイマ９５に廃泥水の性
状に応じて予め設定された時間、たとえば２〜６秒間噴
射され、前記水中ポンプを停止させると同時に流量制御
弁Ｖ２が開放されて、廃泥水とＡ液とが混合された第１
流動物が第２撹拌手段４に供給される。

【００４８】この流入と同時に撹拌制御手段６６からの
制御信号によって流量制御弁Ｖ３が開かれ、第２ノズル
３５からＢ液が噴射されるとともに、モータ４７が電力
付勢されてスクリューコンベア３４が回転動作を開始す
る。これによって供給された第１流動物は、Ｂ液ととも
に撹拌されて混合され、第２流動物として第１脱水手段
５に供給される。ここでは第２流動物から濾水がフィル
タ５６によって濾過され、残余のフロックが排出口６０
からシート６の搬送ローラ７０近傍に落下する。このと
き、前記フィルタ５６によって約３０％の水が重力脱水
されているので、第２脱水手段７による脱水量が少なく
てすみ、脱水効率が向上されている。

【００４９】前記搬送ローラ７０近傍でシート６上に供
給されたフロックは、走行方向Ｃ下流側になるにつれて
Ｕ字状に折畳まれたシート６の底部付近に滞留し、図１
２に示されるように、シート６がガイドローラ７５ａ，
７５ｂ間を通過することによって各マジックテープ７９
ａ，７９ｂは相互に係着してシート６の上方を塞ぎ、シ
ート６内のフロックの漏出が防止される。この状態でシ
ート６内のフロックは走行方向Ｃ下流側に搬送されて、
図１３に示されるように脱水ローラ７３ａ〜７３ｅによ
って押圧される。このとき、各脱水ローラ７３ａ〜７３
ｅは鉛直方向に配置されているので、各脱水ローラ７３
ａ〜７３ｅが、シート６の一方表面９８に当接したと
き、他方表面９９からシート６内のフロックから押出さ
れた水が参照符１００で示されるように流れ出す。この
ようにして各脱水ローラ７３ａ〜７３ｅによって一方表
面９８だけを押圧するようにしたので、シート６内のフ
ロック中に小石などが混入していても、シート６の他方
表面９９が小石のある部分で外方へ膨らんで、小石の噛
込みによるシート６の損傷を防止することができる。ま
た脱水率が不十分である場合には、前述したようにシー
ト６の張力を大きくして各表面９８，９９の張力を全体
として大きくし、さらに各脱水ローラ７３ａ〜７３ｅを
突出させて各脱水ローラ７３ａ〜７３ｅ上の外方側とな
る他方表面９９の張力を大きくし、シート６内に生じる
フロックの圧縮力を大きくし、脱水率を高めることがで
きる。

【００５０】このようにして脱水ローラ７３ａ〜７３ｅ
による脱水工程が終了すると、図１５に示されるよう
に、シート６は開かれて各マジックテープ７９ａ，７９
ｂは相互に離脱し、略Ｖ字状となる。このシート６の表
面には、脱水後のフロックの脱水ケーキ１０１が付着し
ており、このケーキ１０１は掻取部材８０によって掻取
られた後、シート６内に残着する粒子は噴射ノズル９３
から噴射された洗浄水によって除去され、目詰りが防止
される。

【００５１】前記シート６の脱水ローラ７３ａ〜７３ｅ
による最大面圧は、１．５〜１５ｋｇｆ／ｃｍ² 程度で
ある。また前記第１流動物とＢ液との混合工程におい
て、Ｂ液の吸着効果を促進するために、廃泥水の粒子の
表面電荷に応じて陽イオン性高分子または陰イオン性高
分子を用いるようにしてもよく、さらに粒子の凝集と水
の清澄度とをともに得るため、高分子凝集剤と無機電解
質を併用するようにしてもよい。

【００５２】以上のように高い含水率を得ることができ
る本件脱水処理装置１は、図１６の平面図、図１７の正
面図および図１８の側面図に示されるように、トラック
などのような車両１０３の荷台１０４に乗載して現場に
搬入し、直接現場で廃泥水の処理作業を行うことができ
る。

【００５３】このような脱水処理装置１によって本件発
明者は表２に示されるような粒度組成を有する試料６，
７について実験を行った。

【００５４】

【表２】

【００５５】これらの試料６，７は、図１９および図２
０の土性三角図にも示されるように、試料６は茶褐色の
軽埴土であり、試料７は黒色の細砂質壌土である。脱水
後のケーキは、水分が試料６で５０％、試料７が３３％
であった。

【００５６】このような脱水ケーキは、脱水以前の廃泥
水に比べて体積減少率７５％以上とすることができ、廃
土量を格段に少なくすることができる。また、このよう
な脱水ケーキはシールドの裏込材、２次覆工コンクリー
ト、トンネル内路床、あるいは土地造成工事の盛土材な
どに再利用することができるとともに、コンクリートブ
ロック、レンガおよび焼物などの２次製品として再利用
することも可能である。

【００５７】本発明の他の実施例として、図２１に示さ
れるように第２撹拌手段４によって生成された第２流動
物を重力脱水するために、一対のローラ１０４，１０５
間にわたって巻掛けられて張架される多孔質材料から成
る脱水ベルト１０６を用いて搬送しながら脱水を行うよ
うにしてもよい。この場合、脱水ベルト１０６は、第２
脱水手段７のシート６への投入位置から離反するにつれ
て下方に傾斜させ、シート６内に濾水が落下しないよう
に配置されている。また脱水ベルト１０６の走行速度は
たとえば２．９ｍ／分に選ばれ、２．９〜５．８リット
ル／分程度の脱水能力を有する。

【００５８】

【発明の効果】請求項１記載の本発明によれば、第１撹
拌手段において増粘剤を添加し、第２撹拌手段において
凝集剤を添加するようにしたので、第１脱水手段によっ
て自然脱水あるいは重力脱水による脱水量を多くするこ
とができ、これによって後続する第２脱水手段による脱
水量を可及的に少なくすることができ、したがって構成
を複雑化および大形化することなしに効率よく脱水する
ことができる。しかも脱水ローラは鉛直に設けられかつ
交互に設けられているので、Ｕ字状に折畳まれたシート
内のフロック中に小石などが混入していても、シートを
損傷するおそれはない。

【００５９】請求項２記載の本発明によれば、接合部材
によってシートの幅方向両端部を着脱自在に接合するこ
とができるので、Ｕ字状に折曲げられたシート内のフロ
ックが脱水ローラによって加圧されたとき、外部へ漏出
してしまうおそれはなく、したがってシート内のフロッ
クに大きな圧縮力を作用させて効率よく脱水を行うこと
ができる。

【００６０】請求項３記載の本発明によれば、貯留槽と
第２撹拌手段とは第１接続手段によって相互に変位を許
容可能に接続されているので、振動などが伝達されるお
それはなく、振動に起因する故障の発生を防止すること
ができる。また第２撹拌手段と第１脱水手段とは第２接
続手段によって接続されているので、相互の変位を許容
可能に接続することができ、これによってもまた振動に
起因する故障などの発生を防止することができる。

【００６１】請求項４記載の本発明によれば、撹拌制御
手段によって液位検出手段からの出力に応答して第１お
よび第２撹拌手段を制御するようにしたので、貯留槽に
廃泥水を供給してから第２流動物を得るまでの工程を自
動化することができ、脱水処理効率を向上することがで
きる。

【００６２】請求項５記載の本発明によれば、脱水制御
手段によって変位駆動手段と張力調整手段および駆動源
を制御するようにしたので、脱水されるべきフロックの
性状に応じて前記シートの張力に従って前記シート内の
フロックへの圧縮力および脱水時間を調整して、希望す
る含水率の脱水ケーキを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の脱水処理装置１の全体の構
成を示す一部を切欠いた断面図である。

【図２】第１および第２撹拌手段３，４ならびに第１脱
水手段５の断面図である。

【図３】第２脱水手段７の断面図である。

【図４】撹拌制御手段６６の電気的構成を示すブロック
図である。

【図５】脱水制御手段９１の電気的構成を示すブロック
図である。

【図６】本件発明者による実験に用いられた試料１のＡ
液濃度とファンネル粘度および濾水量の関係を示すグラ
フである。

【図７】各試料１〜５の加圧時間と含水率との関係を示
すグラフである。

【図８】各試料１〜５の加圧時間と含水率との関係を示
すグラフである。

【図９】各試料１〜５の加圧時間とせん断強度との関係
を示すグラフである。

【図１０】各試料１〜５の加圧圧力と体積減少率との関
係を示すグラフである。

【図１１】図１の切断面線ＸＩ−ＸＩから見た断面図で
ある。

【図１２】図１の切断面線ＸＩＩ−ＸＩＩから見た断面
図である。

【図１３】図１の切断面線ＸＩＩＩ−ＸＩＩＩから見た
断面図である。

【図１４】図１の切断面線ＸＩＩＩＩ−ＸＩＩＩＩから
見た断面図である。

【図１５】図１の切断面線ＸＶ−ＸＶから見た断面図で
ある。

【図１６】脱水処理装置１を車両１０３に乗載した状態
を示す平面図である。

【図１７】脱水処理装置１を車両１０３に乗載した状態
を示す正面図である。

【図１８】脱水処理装置１を車両１０３に乗載した状態
を示す側面図である。

【図１９】本件発明者による実験に用いられた試料６の
土性を示す土性三角図である。

【図２０】本件発明者による実験に用いられた試料７の
土性を示す土性三角図である。

【図２１】本発明の他の実施例の一部の断面図である。

【符号の説明】

１脱水処理装置３第１撹拌手段４第２撹拌手段５第１脱水手段６脱水シート７第２脱水手段９貯留槽１０第１ノズル１１第１撹拌翼２１液位検出器３４スクリューコンベア３５第２ノズル４３搬送ブレード４４撹拌ブレード５６フィルタ６６撹拌制御手段７０，７１搬送ローラ７３ａ〜７３ｅ脱水ローラ９１脱水制御手段９３洗浄水噴射ノズルＶ１ボール弁Ｖ２〜Ｖ７流量制御弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者飯田健三新潟県新津市大字朝日46番地１秋葉産業株式会社内 (72)発明者青木芳春新潟県新津市大字朝日46番地１秋葉産業株式会社内 (72)発明者北村明洋大阪府大阪市天王寺区四天王寺１−５−43 村本建設株式会社大阪本社内 (72)発明者原田宏恭大阪府東大阪市本庄中１丁目12−２株式会社ベストエンジニアリング内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】脱水処理されるべきスラッジが貯留され
る貯留槽と、貯留槽内のスラッジに向けて増粘剤を噴射
する第１ノズルと、貯留槽内のスラッジと増粘剤とを撹
拌する第１撹拌翼とを有する第１撹拌手段と、第１撹拌手段で生成された貯留槽内の第１流動物を、搬
送方向下流側に搬送しながら撹拌する第２撹拌翼と、供
給された第１流動物に搬送方向上流側で凝集剤を噴射す
る第２ノズルとを有する第２撹拌手段と、第２撹拌手段で生成された第２流動物をフィルタ上に供
給して、遊離水とフロックとに分離する第１脱水手段
と、第１脱水手段で分離されたフロックが供給される単一枚
の無端状の多孔質シートと、多孔質シートが巻掛けられ
て張架され、水平軸線まわりに回転自在に設けられる一
対の搬送ローラと、各搬送ローラ間で搬送方向に沿う一
鉛直平面に関して一方側から前記鉛直平面を超えて他方
側へ突出して交互に設けられる複数の脱水ローラとを有
し、前記シートをＵ字状に折畳んだ状態で各脱水ローラ
に沿って蛇行走行させてＵ字状シート内のフロックを圧
縮して脱水する第２脱水手段と、前記一対の搬送ローラのうちいずれか一方を回転駆動す
る駆動源とを含むことを特徴とするベルトプレス形脱水
処理装置。
【請求項２】前記シートの幅方向両端部には、相互に
着脱自在に接合する接合部材が設けられることを特徴と
する請求項１記載のベルトプレス形脱水処理装置。
【請求項３】前記貯留槽と第２撹拌手段とを相互の変
位を許容可能に接続し、貯留槽内の第１流動物を第２撹
拌手段の搬送方向上流側に導く第１接続手段と、前記第２撹拌手段と第１脱水手段とを相互の変位を許容
可能に接続し、第２撹拌手段の搬送方向下流側に搬送さ
れた第２流動物を第１脱水手段の前記フィルタ上に導く
第２接続手段とを含むことを特徴とする請求項１記載の
ベルトプレス形脱水処理装置。
【請求項４】前記第１撹拌手段には、貯留槽内に貯留
されたスラッジの液位を検出する液位検出手段と、第１
撹拌手段から第２撹拌手段への第１流動物の流路を開放
／閉鎖する開閉手段とが設けられ、前記液位検出手段の
出力に応答して、前記スラッジの性状に応じて第１およ
び第２撹拌手段を制御する撹拌制御手段を備えることを
特徴とする請求項１記載のベルトプレス形脱水処理装
置。
【請求項５】前記複数の脱水ローラを個別的に前進／
後退変位する変位駆動手段と、前記一対の搬送ローラの
うちいずれか他方を前記一方の搬送ローラに対して近接
／離反変位して、前記シートの張力を調整する張力調整
手段とを設け、前記フロックの性状に応じて前記変位駆
動手段、張力調整手段および駆動源を制御する脱水制御
手段を備えることを特徴とする請求項１記載のベルトプ
レス形脱水処理装置。