JPH0741138B2 - 粉状廃棄物の処理方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、粉塵等の粉状廃棄物が
混入された混合気体を水中に引き込み、この混合気体の
中から粉状廃棄物のみを水中で捕捉して気体から分離さ
せるようにした粉状廃棄物の処理方法及びその装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、粉塵等の粉状廃棄物（ば
い煙やススを含む。以下、同様）は、コンクリート用砕
砂製造現場で行われる原砂の破砕・摩砕処理工程やその
他の各種分野での様々な生産工程で発生する。そして、
これらの粉状廃棄物は、大気汚染ひいては公害の原因と
なるものであるため、大気中に飛散放出させてはならな
い。

【０００３】従って、各種生産工程で発生した粉状廃棄
物は、何らかの手段を用いて、大気中に飛散する以前に
捕集し、この捕集した大容量の粉状廃棄物を、害になら
ないような状態に処理する必要がある。このための方法
として、従来においては、工場等の内部で一旦飛散して
落下した粉状廃棄物を掃除機等により捕集し、これを袋
等に詰めて処理場まで搬送して捨てるといったことが行
われていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、粉状廃棄物
は、通風等の影響を受けて容易に飛散するものであるた
め、その捕集作業は極めて困難化を呈するばかりでな
く、搬送時においても袋等の破裂により大気中に飛散す
る恐れがあり、また処理場においても粉状廃棄物を害に
ならない状態に処理することは極めて面倒且つ煩雑なも
のとなる。

【０００５】尚、近年においては、水を有効利用して粉
状廃棄物を処理しようとする試みがあり、これに倣って
本発明者は、粉状廃棄物が混入された混合気体をダクト
により水中に圧送し、混合気体が水面上に浮上するまで
の間において粉状廃棄物のみを水中に残留させることを
提案するに至った。しかしながら、このような水利用に
よる処理を行おうとしても、ダクト内から圧送された混
合気体が水中で気泡となった場合には、その気泡の中に
粉状廃棄物が閉じ込められているという現象が生じる。
そして、気泡の中に閉じ込められている粉状廃棄物は、
水中では空気から分離されず、気泡が水面で弾けたとき
に空気中に飛散するという不都合を生じることになる。

【０００６】本発明は以上の問題に鑑み、ダクトにより
導かれた粉状廃棄物を水中に送り込み且つ水中で粉状廃
棄物を捕捉するという考え方を基本としてなされたもの
で、混合気体を効率良く水中に引き込み、且つ混合気体
中の粉状廃棄物を殆ど全て水中に残留させることが可能
な処理方法並びにその装置を提供することを技術的課題
とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る粉状廃棄物
の処理方法及びその装置は、上記技術的課題を達成する
ため、以下に示すように構成したことを特徴とする。

【０００８】すなわち、請求項１の発明に係る処理方法
は、粉状廃棄物が混入された混合気体を水面上に導入
し、その導入箇所近傍における水面上から水を水中に向
かって噴射させることにより、水中に生成される水流の
流れに沿わせて上記混合気体を気泡として水中に引き込
み、この引き込まれた混合気体の気泡を水中で細分化さ
せることにより、気泡中の粉状廃棄物を水中に捕捉させ
るようにしたものである。

【０００９】また、請求項２の発明に係る処理装置は、
水を貯える水槽と、粉状廃棄物が混入された混合気体の
出口を有する先端部が水槽内の水中に没入された混合気
体導入用ダクトと、この混合気体導入用ダクト内に配備
されて水槽内の水面上から水中に向けて水を噴射する水
噴射ノズルとを備えたものである。

【００１０】更に、請求項３の発明に係る処理装置は、
上記請求項２の構成において、上記水噴射ノズルの噴射
作用により水中に気泡として引き込まれた混合気体を細
分化する網状体を上記水槽内の水中に備えたものであ
る。

【００１１】更に又、請求項４の発明に係る処理装置
は、請求項２または請求項３の処理装置において、水槽
の気相部において入口が開口されかつ上方に向けて延び
出た気流導出管と、気流導出管の内部通路に水を噴霧す
るための水噴霧ノズルとを備えたものである。

【００１２】

【作用】請求項１の発明は、水面上から水中に向けて噴
射された水流が水面の近くの空気を気泡として水中に引
き込むという現象に着目してなされたものである。つま
り、粉状廃棄物が混入された混合気体を水面上に導き、
その水面近傍に対して水を噴射すれば、混合気体は気泡
として水中に引き込まれ、更にこれに起因して、混合気
体の層は水面の近くの帯域において圧力降下を生じ（す
なわち負圧になり）、その負圧帯域の周囲の混合気体が
その負圧帯域を経て水中に引き込まれる。この場合、水
面近傍の混合気体が適度な正圧状態であれば、正圧によ
る水中への押込み作用と、水面近くでの負圧帯域の発生
に伴う引込み作用とが相乗して、より効率良く混合気体
が気泡として水中に送り込まれる。そして、この送り込
まれた混合気体の気泡はその内部に粉状廃棄物を閉じ込
めた状態となっているが、この気泡は水中において細分
化されることにより、つまり気泡が砕けて砕泡現象を起
こすことにより、粉状廃棄物が水中に侵入して捕捉され
ることになる。これは、気泡の細分化により、当初の気
泡全体としての表面積が大きくなり、その内部の粉状廃
棄物と水との接触が当初よりも活発に行われるようにな
ることも原因の一つである。これにより、殆ど全ての粉
状廃棄物が水中に残留されることになり、大気中に粉状
廃棄物が浮上するといった事態は生じなくなる。

【００１３】請求項２の発明は、上記請求項１の方法の
中の混合気体を水中に引き込む工程を実施する際に使用
される装置であって、水槽内に貯留されている水の中に
先端部が投入されたダクトを通じて混合気体を水面上に
導入し、このダクト内に配備された水噴射ノズルから水
中に水流を噴射させることにより、混合気体を気泡とし
て水中に引き込むのである。

【００１４】請求項３の発明は、上記請求項１の方法の
中の水中における気泡を細分化する工程を実施する装置
の具体的構成であって、上記水噴射ノズルの噴射作用に
より水中に気泡として引き込まれた混合気体は、網状体
の網目を通過することにより砕かれ、これにより粉状廃
棄物が水中に捕捉されて残留するのである。

【００１５】請求項４の発明によると、水槽内の水の中
に捕捉されなかった極僅かの粉状廃棄物が水槽の気相部
に出てきても、その粉状廃棄物が気流導出管の内部通路
を上昇する間に、一本又は複数本の水噴霧ノズルから噴
霧された水に付着して水中に落下することになり、完璧
に清浄化された空気が大気中に放出されることになる。

【００１６】

【実施例】図１は、本発明に係る粉状廃棄物の処理装置
の全体構成を示す断面図である。同図において、１は水
Ｗを貯えた水槽、２は混合気体導入用ダクトである。こ
のダクト２は、集塵機等から延出された可撓性を有する
延出部２１と、この延出部２１に接続されたヘッダ部２
２とで形成されており、ヘッダ部２２の先端部すなわち
ダクト２の先端部２３が水槽１内の水Ｗの中に没入され
ている。上記ダクト２の先端部２３は混合気体出口２４
を形成しており、図３及び図４に明瞭に示したように先
端部２３の端縁は逆Ｖ字形の多数の切込み２５を全体に
有する凹凸形状に形成されている。そして、この実施例
においては、上記集塵機等で集められた粉状廃棄物が集
塵機等の排出圧力によってダクト２に圧送されるように
なっている。

【００１７】上記ヘッダ部２２内すなわちダクト２内の
複数箇所（実施例では図２のように等角度おきの３箇
所）には、径小の細管でなる複数の水噴射ノズル３…３
が配備され、これらの水噴射ノズル３…３のノズル口３
１…３１が、水面Ｗ１よりも上位において水面Ｗ１に対
向している。そして、これらの水噴射ノズル３…３に
は、水槽１内における底部から導出された給水管３２が
接続されている。給水管３２には送水用ポンプ３３が介
在されている。

【００１８】上記の構成において、後述する集塵機等で
捕集された粉状廃棄物が矢符Ｆで示すようにダクト２内
に圧送されることにより、ダクト２を形成しているヘッ
ダ部２２の内部で、水槽１の水Ｗに対する混合空気の押
込み作用が得られる。そして、送水ポンプ３３を運転す
ることにより、水槽１内の水Ｗが給水管３２を経て水噴
射ノズル３…３に圧送循環され、図１および図４に説明
的に示すように、ヘッダ部２２内においては、水噴射ノ
ズル３…３のノズル口３１…３１から水面Ｗ１に向けて
矢符で示す水流３４…３４が噴射され、その水流３４…
が水Ｗの中に突入する。そして、この水流３４…３４が
水面Ｗ１の近くの混合空気を水中に引き込むため、空気
層Ａは水面Ｗ１の近くの帯域において圧力降下を生じて
負圧になり、その負圧帯域の周囲の空気や粉状廃棄物を
その負圧帯域を経て水Ｗの中に引き込む。これにより、
水槽１の水Ｗに対する混合空気の引込み作用が得られ
る。したがって、上述した押込み作用と引込み作用とが
相乗して混合空気が水中に効率良く送り込まれる。

【００１９】図４に示すように、上記の混合空気Ｆはダ
クト２を形成しているヘッダ部２２の水Ｗの中では気泡
に変化する。そして、その気泡には粉状廃棄物が閉じ込
められていて、このような粉状廃棄物を閉じ込めた気泡
が混合空気出口２４から吐き出される。このようにして
出口２４から気泡が吐き出される時には、気泡が出口２
４の周囲の逆Ｖ字形切込み２５を通過するので気泡が出
口２４から出やすくなり、混合空気Ｆの圧送能力をそれ
ほど大きくする必要がないという利点があるのみなら
ず、形の大きな気泡は逆Ｖ字形切込み２５を通過する際
に小さく砕かれ、その時に、気泡に閉じ込められていた
粉状廃棄物が水中に放出されて捕捉されるという利点が
ある。また、この時点において既に気泡に閉じ込められ
なかった粉状廃棄物は水中に捕捉される。

【００２０】次に、図１及び図４に示すように、水中に
没入されたダクト２の先端部２３の周囲の水中には上記
出口２４よりも低くない位置、すなわち同一の高さ位置
か或いは上位において網状体５が配設されている。この
場合、網状体５は、ダクト２の出口２４をも覆うように
配設してもよい。更に、ダクト２の先端部２３における
右下端部には、邪魔板２６が垂下固定されており、この
邪魔板２６の作用により気泡が水槽１内における右方側
に流入して浮上することが阻止されるようになってい
る。

【００２１】このような構成であると、ダクト２の出口
２４から吐き出された気泡つまり粉状廃棄物を閉じ込め
ている気泡は、水中を浮上していく際に網状体５の網目
を通過する。そして、この気泡は、網状体５の網目を通
過するときに砕け、その砕泡作用により粉状廃棄物を水
中に放出し、これにより気泡内部に閉じ込められていた
粉状廃棄物が水中に混入して捕捉される。

【００２２】網状体５による上記の砕泡作用は網状体５
の網目の大きさがそれを通過する気泡よりも小さいとき
に起こりやすい。実験の結果によると、網状体５の網目
は一辺が０．６ｍｍより短い方形網目であるときに良好
な砕泡作用の発揮されることが確認できた。この実験
は、ダクト２の先端部２３に近い範囲（図１に符号Ｌで
示す）に配設した網状体５の方形網目の一辺の長さを
０．０７５ｍｍ、その周囲に配設した網状体５の方形網
目の一辺の長さを０．６ｍｍにして行った。また、同実
験により、混合気体Ｆの流速及び／又は水噴射ノズル３
からの水流速を速めるほど、出口２４から吐き出される
気泡がダクト２の先端部２３から離れた箇所に到達した
後で浮上することを確認することができた。したがっ
て、これらの流速を変えた場合には、網状体５の配設状
態を図示とは異なる状態としても差し支えないが、水槽
１を全体的に有効利用したい場合には、図示のように水
槽１の左方部で浮上する気泡を良好に細分化させるため
に、左方部に配設する網状体５を右上がり傾斜状とする
のが好ましい。

【００２３】更に、図１の処理装置においては、水槽１
に気相部Ａ１が確保されるように蓋体１１が設けられて
いることに加えて、その気相部Ａ１において入口６１が
開口され且つ上方に向けて延び出た気流導出管６と、気
流導出管６の内部通路６２に水を噴霧するための水噴霧
ノズル７とが設けられている。この水噴射ノズル７は、
一本のみであっても差し支えないが、図示のように複数
本（図例では三本）にすれば、大なる効果が得られるも
のである。

【００２４】このような構成であると、水槽１内の水Ｗ
の中に捕捉されずに気相部Ａ１に出てきた僅かの粉状廃
棄物が、気流導出管６の内部通路６２を上昇する間に水
噴霧ノズル７…７から噴霧された水に付着した状態で落
下し、水槽１内の水Ｗに捕捉される。従って、気流導出
管６から排気される空気は粉状廃棄物を含まない清浄な
空気である。

【００２５】そして、上記の水噴霧ノズル７から放出落
下する水は、水槽１内の水Ｗを希釈する作用があり、ま
たこれに加えて上述の水噴射ノズル３からの水流３４に
よっても、水槽１内には常に水が供給されるものである
ため、水槽１の右端壁に液面調整用の排水口１ｘを形成
して、水槽１内における水面Ｗ１の高さを常に一定に維
持させている。従って、水槽１の水中においては、気泡
に作用する圧力が常に一定となり、これにより、気泡に
対する砕泡作用等が均一に行われ、粉塵処理に支障を来
すことはなくなる。

【００２６】この実施例において、ダクト２のヘッダ部
２２は図２のように平面視が三角形をしているけれど
も、ヘッダ部２２の形状は丸くても四角でも、四角以外
の多角形であってもよい。また、実施例ではダクト２を
延出部２１とヘッダ部２２とで形成してあるけれども、
ダクト２を全長に亘って同一太さの管で形成してもよ
い。さらに、実施例ではダクト２を傾斜姿勢にしてある
けれども、ダクト２を垂直姿勢にしておいてもよい。

【００２７】ところで、上記処理装置で処理する粉状廃
棄物の発生源として、コンクリート用砕砂製造に用いら
れる媒体石（球石）の製造装置がある。この製造装置５
０は、図５及び図６に示すように、内部が撹拌室５１a
とされた筒状ドラム５１を図外のモータの力で回転駆動
可能とし、上記ドラム５１の一端壁５１ｘに投入口と排
出口とを兼ねる開口部５２を設け、その開口部５２に螺
旋状の羽根５３を取り付けて撹拌効率を向上させ、上記
ドラム５１の他端壁５１ｙに形成した開口５４を介して
集塵機５５を連設したものである。このような構成によ
れば、筒状ドラム５１を回転させて撹拌室５１ａで媒体
石５６…５６を破砕または摩砕する際に発生した粉塵５
７…５７は、ドラム５１の他端壁５１ｙに連設した集塵
機５５で集められた後、サイロ５８を通過して、実施例
で説明した処理装置によって効率よく処理される。

【００２８】

【発明の効果】請求項１の発明に係る粉状廃棄物の処理
方法によれば、粉状廃棄物が混入された混合気体を水面
上に導入した状態で、水面上から水を水中に向かって噴
射させることにより、水面近傍における負圧帯域の発生
に伴う引込み作用により、混合気体が気泡として水中に
送り込まれ、更にこの気泡が細分化する際に気泡の内部
の粉状廃棄物が水中に侵入して残留されることになるの
で、混合気体を円滑且つ良好に水中に送り込むことが可
能になり、更には、混合気体の中の粉状廃棄物が効率良
く水中に混入された状態となる。これにより、粉状廃棄
物の大気中への飛散が防止されて、大気汚染等の弊害が
効果的に回避されることになる。

【００２９】請求項２の発明に係る粉状廃棄物の処理装
置によれば、水槽内に貯留されている水の中に先端部が
投入されたダクトにより、混合気体が水面上に導入され
ると共に、、このダクト内に配備された水噴射ノズルか
ら水中に水流が噴射されることにより、混合気体が気泡
として水中に引き込まれることになるので、水中への混
合気体の引き込みが効率良く行われることになり、粉状
廃棄物に対する水利用による処理が好適に行われ得るこ
とになる。

【００３０】請求項３の発明に係る粉状廃棄物の処理装
置によれば、上記水噴射ノズルの噴射作用により水中に
送り込まれた気泡の内部に粉状廃棄物が閉じ込められて
いても、その気泡が網状体の網目を通過するときに生じ
る砕泡作用により粉状廃棄物が水中に放出されて捕捉さ
れ、水中に混入された状態になる。このため、気泡が粉
状廃棄物を閉じ込めたまま水面で弾けて大気中に粉状廃
棄物を放出するという事態の発生が防止されるという利
点がある。

【００３１】請求項４の発明に係る粉状廃棄物の処理装
置によれば、水槽内の水の中に捕捉されずに気相部に出
てきた粉状廃棄物が、気流導出管を上昇する間に水噴霧
ノズルから噴霧された水に付着して水槽内の水中に落下
することになるので、水中に送り込まれた粉状廃棄物の
捕捉効率が格段に向上するという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係る粉状廃棄物の処理装置の
実施例の全体構成を示す概略縦断正面図である。

【図２】上記実施例における混合気体導入用ダクト及び
水噴射ノズルの外観を示す斜視図である。

【図３】上記実施例における混合気体導入用ダクト及び
水噴射ノズルと網状体との配設状態を示す斜視図であ
る。

【図４】上記実施例の作用を示す要部縦断正面図であ
る。

【図５】上記実施例の混合気体導入用ダクトに粉状廃棄
物を送出する装置の一例を示す正面図である。

【図６】上記実施例の混合気体導入用ダクトに粉状廃棄
物を送出する装置の一例を示す要部縦断正面図である。

【符号の説明】

Ｗ 水 Ｗ１ 水面 Ａ１ 気相部 １ 水槽 ２ 混合気体導入用ダクト ３ 水噴射ノズル ５ 網状体 ６ 気流導出管 ７ 水噴霧ノズル ２３ ダクトの先端部 ２４ 粉塵出口 ６２ 気流導出管の内部通路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粉状廃棄物が混入された混合気体を水面
   上に導入し、その導入箇所近傍における水面上から水を
   水中に向かって噴射させることにより、水中に生成され
   る水流の流れに沿わせて上記混合気体を気泡として水中
   に引き込み、この引き込まれた混合気体の気泡を水中で
   細分化させることにより、気泡中の粉状廃棄物を水中に
   捕捉させるようにしたことを特徴とする粉状廃棄物の処
   理方法。
2. 【請求項２】 水を貯える水槽と、粉状廃棄物が混入さ
   れた混合気体の出口を有する先端部が水槽内の水中に没
   入された混合気体導入用ダクトと、この混合気体導入用
   ダクト内に配備されて水槽内の水面上から水中に向けて
   水を噴射する水噴射ノズルとを備えたことを特徴とする
   粉状廃棄物の処理装置。
3. 【請求項３】 上記水噴射ノズルの噴射作用により水中
   に気泡として引き込まれた混合気体を細分化する網状体
   を上記水槽内の水中に備えたことを特徴とする請求項２
   に記載の粉状廃棄物の処理装置。
4. 【請求項４】 水槽の気相部において入口が開口され且
   つ上方に向けて延び出た気流導出管と、この気流導出管
   の内部通路に水を噴霧するための水噴霧ノズルとを備え
   たことを特徴とする請求項２又は３に記載の粉状廃棄物
   の処理装置。