JPH1147798A - 脱水ケーキの処理方法及び処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 脱水ケーキの性状を盛土材に適した性状に改
良するとともに、大量の脱水ケーキを処理することので
きる脱水ケーキの処理方法及び処理装置を提供すること
を目的とする。 【解決手段】 脱水ケーキを供給する脱水ケーキ供給装
置２と、セメント等の固化材を供給する固化材供給装置
３と、上記脱水ケーキ供給装置２から供給された脱水ケ
ーキを細分しながら、上記脱水ケーキと上記固化材供給
装置３から供給された固化材とを攪拌混合する混合機１
とを備え、上記脱水ケーキと固化材とを混合処理するよ
うにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、骨材の洗浄水等に
より発生する濁水を脱水処理して形成された脱水ケーキ
の強度を高めるための脱水ケーキの処理方法及び脱水ケ
ーキの処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ダム等の建設現場では、コンクリート打
設時の骨材（砂利，砂）生産、バッチャプラントの運転
及び基礎処理、原石山の洪水等に伴い、粒度の細かい粘
土を含む濁水が発生する。これらの濁水は、それぞれ濁
水処理設備に送られ薬品等で処理された後に廃棄される
が、その方法としては、図４に示すように、濁水処理さ
れたスラッジを予め堀削した沈澱池にポンプ等で貯蔵し
て自然乾燥させる沈澱池方式（同図の破線で示す処理工
程）と、上記スラッジをフィルタープレス等の脱水装置
で脱水して脱水ケーキを生成し、この脱水ケーキをダン
プトラック等で運搬し、ダム直上流の指定された建設発
生土受け入れ地に捨土する脱水ケーキ方式（同図の実線
で示す処理工程）とがある。上記沈澱池方式を採用する
場合には、ダム工事で発生する大量の濁水を処理するた
めの広大な沈澱池用地を確保する必要があるため、上記
沈澱池用地の確保が難しい場合には、脱水ケーキ方式に
よる濁水処理が行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記脱
水ケーキは、土の強度を示す指数であるコーン指数で表
わすと０．２ＭＰａ以下のいわゆる泥土の状態であるた
め、このままの状態では運搬時に流動性を呈して運搬に
不便なだけでなく、その上を人が歩けない状態でである
ため、上記脱水ケーキを受け入れ地に捨土する場合にも
順次積み重ねて盛土施工できるだけの強度がなかった。
また、バッチャプラントの運転時に発生する濁水等から
生成した脱水ケーキは、産業廃棄物に分類されるので、
標準使用のダンプトラックに山積みすることもできず、
また、運搬時に道路に落とさないようにする等取扱いに
注意が必要であった。したがって、脱水ケーキを連続し
て上記受け入れ地に捨土処分するためには、脱水ケーキ
の強度を盛土材に適した状態に改良し、盛土施工性の向
上を図るとともに、盛土での長期の滑り出しに対する安
全性を確保する必要があった。また、脱水ケーキを、例
えば、砂や砂利とセメントとを混合するミキサー等の混
合機を用いてセメント等と混合させて強度を確保しよう
としても、脱水ケーキは、上述したように、粒度の細か
い粒土から成るため粘性が高く、脱水ケーキとセメント
等を均一に混合させるにはかなり長時間混合させなけれ
ばならない。したがって、上記ミキサー等の混合機では
大量の脱水ケーキを処理することができなかった。

【０００４】本発明は、従来の問題点に鑑みてなされた
もので、脱水ケーキの性状を盛土材に適した性状に改良
するとともに、大量の脱水ケーキを処理することのでき
る脱水ケーキの処理方法及び処理装置を提供することを
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の脱水ケーキの処理方法は、脱水ケーキとセメントや石
灰あるいはセメントと石灰の混合物等から成る固化材と
を混合する際に、脱水ケーキを切断して細分化しなが
ら、上記固化材と細分化された上記脱水ケーキとを混合
するようにしたことを特徴とする。

【０００６】また、請求項２に記載の脱水ケーキの処理
装置は、脱水ケーキを供給する脱水ケーキ供給装置と、
セメント等の固化材を供給する固化材供給装置と、上記
脱水ケーキ供給装置から供給された脱水ケーキを細分し
ながら上記脱水ケーキと上記固化材供給装置から供給さ
れた固化材とを攪拌混合する混合機とを備え、上記脱水
ケーキと固化材とを混合処理するようにしたことを特徴
とする。

【０００７】請求項３に記載の脱水ケーキの処理装置
は、固化材供給量制御手段を設け、混合機に供給される
脱水ケーキの粒度と含水率と固化処理された脱水ケーキ
の強度と含水率との４つのパラメータのいずれか一つま
たは複数または全部に基づいて、上記固化処理された脱
水ケーキの強度が予め設定された目標強度になるよう
に、上記固化材の供給量を制御するようにしたことを特
徴とする。

【０００８】また、請求項４に記載の脱水ケーキの処理
装置は、複数の固化材を混合して混合機に供給する固形
物供給装置を備えるとともに、混合機に供給される脱水
ケーキの粒度と含水率と，固化処理された脱水ケーキの
強度と含水率とのいずれか一つまたは複数または全部に
基づいて、上記固化処理された脱水ケーキの強度が予め
設定された目標強度になるように、上記複数の固化材の
混合比を制御する固化材供給量制御手段を備え、上記複
数の固化材の混合と固化材の供給量とを制御するように
したことを特徴とする。

【０００９】更に、請求項５に記載の脱水ケーキの処理
装置は、処理速度制御手段を設け、混合機に供給される
脱水ケーキの粒度と含水率と固化処理された脱水ケーキ
の強度と含水率とのとの４つのパラメータのいずれか一
つまたは複数または全部に基づいて、上記固化処理され
た脱水ケーキの強度が予め設定された目標強度になるよ
うに、脱水ケーキの処理速度を制御するようにしたこと
を特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面に基づき説明する。図１は、脱水ケーキと固化
材との混合機１と脱水ケーキ供給装置２と固化材供給装
置３とを備えた脱水ケーキの処理装置４を用いた脱水ケ
ーキの処理システムを示す図で、５は図外の濁水処理設
備から送られてきたスラッジを脱水して脱水ケーキを生
成するためのフィルタプレス、６は上記生成された脱水
ケーキを貯蔵するストックヤード、７Ａは固化材Ａ（セ
メント）を貯蔵するサイロ、７Ｂは固化材Ｂ（石灰）を
貯蔵するサイロ、８は上記混合機１で固化処理された脱
水ケーキを貯蔵するとともに運搬用トラックに上記固化
処理された脱水ケーキを供給するための積込ホッパー、
９は上記固化処理された脱水ケーキを盛土するためのた
めの建設発生土受け入れ地である。なお、上記混合機１
には、混合機１に備えられたローターの回転数を制御す
ることにより脱水ケーキの処理速度を制御する処理速度
制御手段Ｃ１が備えられ、上記固化材供給装置３には、
上記固化材Ａと上記固化材Ｂとの混合比と固化材の供給
量とを制御する固化材供給量制御手段Ｃ３が設けられて
いる。

【００１１】次に、上記構成の脱水ケーキの処理システ
ムについて説明する。ダム等の建設現場において、コン
クリート打設時の骨材（砂利，砂）生産，バッチャプラ
ントの運転及び基礎処理，原石山の洪水等に伴って発生
した濁水は、それぞれ濁水処理設備に送られ薬品等で処
理された後、フィルタプレス５に送られ脱水処理され、
脱水ケーキが生成される。上記脱水ケーキは、脱水ケー
キストックヤード６に一時貯蔵された後、所定の処理量
だけベルトスケール等の搬送機で脱水ケーキの処理装置
４の脱水ケーキ供給装置４に送られ、図外の含水率測定
器及び粒度分布測定器により含水率及び粒度を計測され
た後、脱水ケーキ供給装置４の混合機１に所定の投入速
度で投入される。一方、サイロＡに貯蔵されたセメント
とサイロＢに貯蔵された石灰とは、予め設定された所定
量だけ脱水ケーキ供給装置４の固化材供給装置３に送ら
れ、上記計測された脱水ケーキの含水率及び粒度に基づ
いた比率で混合された後、混合機１に所定の投入速度で
投入される。混合機１には、後述するように、投入され
た上記脱水ケーキを切断し細分化するローター１Ａ，１
Ｂ，１Ｃが備えられており、細分化された上記脱水ケー
キは上記固化材と均一に混合した状態で混合機１から排
出される。上記固化処理された脱水ケーキの強度は、セ
メントと石灰との混合比や混合機１の処理速度等の混合
条件によって多少異なるが、コーン指数で表わすと約
０．４ＭＰａ以上となり、処理前の脱水ケーキに比べて
強度が著しく向上した。なお、固化処理された上記脱水
ケーキは、ベルトスケール等の搬送機で積込ホッパー８
に送られた後、ダンプトラック等で建設発生土受け入れ
地９に運搬され捨土される。固化処理された上記脱水ケ
ーキは強度が高くなっているので取り扱いも容易である
だけでなく、上記受け入れ地９に捨土する場合にも、盛
土施工が可能であり、したっがて、施工性が容易なだけ
でなく、上記受け入れ地９を有効利用することができ
る。

【００１２】ここで、上記混合機１の構成及び動作の詳
細について説明する。混合機１は、多軸式垂直混合機と
呼ばれるもので、図２（ａ）に示すように、側面のそれ
ぞれ異なる角度の位置に複数の羽根部１ｂを備えた円筒
状の回転軸１ａから成る複数のローター１Ａ，１Ｂ，１
Ｃを備え、混合機１の上部の材料投入口より投入された
脱水ケーキを上記羽根１ｂで切断し細分化するととも
に、上記材料投入口より投入された固化材と上記細分化
された脱水ケーキとを攪拌混合し、脱水ケーキを固化処
理するものである。上記羽根部１ｂは、図２（ａ）に示
すように、平板状の脱水ケーキ切断板１ｃを棒状の支持
部材１ｄを介して上記回転軸１ａに取付けたもので、図
外のモータにより上記回転軸１ａを駆動し上記複数の上
記羽根１ｂを回転させることにより、図２（ｂ）に示す
ように、塊状の脱水ケーキ９を切断し細分化するもので
ある。また、図１に示すように、上記ローター１Ａ，１
Ｂは上記混合機１の上部に対向するように配置され、そ
の回転方向は上記ローター１Ａ，１Ｂの隙間に投入され
た脱水ケーキを取込むように互いの回転方向を逆に設定
してある。そして、上記ローター１Ａ，１Ｂの下方に設
置されローター１Ｃにより、上記ローター１Ａ，１Ｂで
切断され細分化され固化材と混合された脱水ケーキを更
に切断し細分化して上記固化材と混合することにより、
上記脱水ケーキと固化材とを均一に混合することができ
るとともに、処理速度が速いので大量の脱水ケーキの固
化処理を行うことができる。

【００１３】ところで、脱水ケーキと固形材との混合条
件は、脱水ケーキを生成する濁水に含まれるの粒土の性
状（岩種，粒度，粒子の形状等）と、脱水装置での脱水
処理条件で決まる脱水ケーキの含水率Ｒ_s及び粒度Ｄ
_sと、生成される混合固形物の目標強度Ｔ₀とにより決定
される。図３は、固化材供給量制御手段Ｃ３と処理速度
制御手段Ｃ１による脱水ケーキの処理装置４の制御パタ
ーンを示す一例で、脱水ケーキの含水率Ｒ_s及び粒度Ｄ_s
と固化処理された脱水ケーキの目標強度Ｔ₀に基づい
て、固化材であるセメント（Ａ）と石灰（Ｂ）との混合
比（Ａ／Ｂ）と混合機１のローター１Ａ，１Ｂ，１Ｃの
回転数Ｎが決定される。例えば、目標強度Ｔ₀が高い場
合や脱水ケーキの含水率Ｒ_sが大きい場合には、上記混
合比（Ａ／Ｂ）を大きくする（セメントを多くする）
か、固化材の供給量Ｑを増加させる。また、上記脱水ケ
ーキの粒度Ｄ_sが細かい場合には脱水ケーキの粘度が高
いので、上記回転数Ｎを下げて処理速度を遅くし、上記
脱水ケーキを十分に細分化するように制御する。更に、
固化材供給量制御手段Ｃ３と処理速度制御手段Ｃ１と
は、含水率測定器及び強度測定器で計測された固化処理
された脱水ケーキの強度Ｔ_k及び含水率Ｒ_kに基づいて、
固化処理された脱水ケーキの強度が目標強度Ｔ₀になる
ように、上記混合比（Ａ／Ｂ）または上記供給量Ｑまた
は上記回転数Ｎの値のいずれか１つまたは２つまたは全
部を補正するような制御を行う。なお、上記固化処理さ
れた脱水ケーキの含水率Ｒ_kの計測は、制御のウエイト
を上記混合比（Ａ／Ｂ）におくか上記回転数におくかを
決定するために行うものである。

【００１４】このように、本実施の形態によれば、脱水
ケーキを切断して細分化しながら脱水ケーキと固化材と
を混合する多軸式垂直混合機１を用いて脱水ケーキと固
化材とを混合するようにしたので、脱水ケーキと固化材
とが均一に混合され、脱水ケーキの強度を高めるととも
に処理速度が速いので大量の脱水ケーキの固化処理を行
うことができる。また、固化処理された脱水ケーキは取
扱いが容易であるので、受け入れ地９に盛土施工するこ
とができるので、受け入れ地９のスペースも大幅に削減
することができる。また、混合機１に供給される脱水ケ
ーキの含水率Ｒ_s及び粒度Ｄ_sと上記混合固形物の強度Ｔ
_k及び含水率Ｒ_kとに基づいて、上記固化処理された脱水
ケーキの強度が目標強度Ｔ₀になるように、上記固化材
の混合比（Ａ／Ｂ）または供給量Ｑまたは回転数Ｎを制
御するようにしたので、脱水ケーキの強度を確実に目標
強度Ｔ₀にすることができる。

【００１５】なお、本実施の形態においては、混合機１
として多軸式垂直混合機を用いたがこれに限るものでは
ない。すなわち、混合機１としては、投入された脱水ケ
ーキを細かく切断するする手段と、細分化された上記脱
水ケーキと固化材とを攪拌混合する混合手段を備え、脱
水ケーキの切断と脱水ケーキと固化材との混合とを同時
にあるいは交互に繰り返し行うようなものであれば良
い。また、上記例では、固化材供給装置３においてセメ
ントと石灰との混合比を制御したが、サイロＡ及びサイ
ロＢから直接上記固化材の混合比率に対応する量を上記
固化材供給装置３に供給するようにしても良い。更に、
上記例では、混合機１のローター１Ａ〜１Ｃの回転数を
制御することで脱水ケーキの処理速度を制御したが、上
記処理速度の制御対象は使用される混合機の種類によっ
て適宜設定されることは言うまでもない。また、脱水ケ
ーキ供給装置２に脱水ケーキ供給量制御手段Ｃ２を設け
て、投入される脱水ケーキの供給量と固化材の供給量の
両方を同時に制御することにより、脱水ケーキの処理速
度を制御するようにしても良い。

【００１６】また、固化材供給量制御手段Ｃ３における
固化材の混合比（Ａ／Ｂ）及び固化材の供給量Ｑの設定
と、処理速度制御手段Ｃ１における回転数Ｎの設定は、
オペレータが適時行っても良いし、上述した含水率測定
器，粒度分布測定器，強度測定器の出力データＲ_s，
Ｄ_s，Ｒ_k，Ｔ_kを上記制御手段Ｃ１，Ｃ３に入力し、予
め設定されている目標強度Ｔ₀に基づいて自動制御する
ようにしても良い。なお、強度測定器で計測される強度
は必ずしもコーン指数である必要はなく、圧縮強度等の
値で処理後の脱水ケーキの強度を代用しても良い。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
脱水ケーキの処理方法によれば、脱水ケーキを切断して
細分化しながら脱水ケーキと固化材とを混合するように
したので、脱水ケーキと固化材とが均一に混合され、脱
水ケーキの強度を高めることができる。したがって、処
理後の脱水ケーキは運搬時等も取扱いが容易で、しかも
受け入れ地に盛土施工することができるので、受け入れ
地のスペースも大幅に削減することができる。

【００１８】また、請求項２に記載のの脱水ケーキの処
理装置によれば、脱水ケーキを供給する脱水ケーキ供給
装置と、セメント等の固化材を供給する固化材供給装置
と、上記脱水ケーキ供給装置から供給された脱水ケーキ
を細分しながら上記固化材供給装置から供給された固化
材とを攪拌混合する混合機とを備えているので、上記脱
水ケーキと上記固化材とを均一に混合でき、脱水ケーキ
の強度を高める処理を行うことができるとともに、処理
速度が速いので大量の脱水ケーキの固化処理を行うこと
ができる。

【００１９】請求項３に記載の脱水ケーキの処理装置
は、固化材供給量制御手段を設け、混合機に供給される
脱水ケーキの粒度と含水率と固化処理された脱水ケーキ
の強度と含水率との４つのパラメータのいずれか一つま
たは複数または全部に基づいて、上記固化処理された脱
水ケーキの強度が予め設定された目標強度になるよう
に、上記固化材の供給量を制御するようにしたので、投
入される脱水ケーキの性状に係わらず、脱水ケーキの強
度を高める処理を行うことができる。

【００２０】請求項４に記載のの脱水ケーキの処理装置
は、複数の固化材を混合して上記混合機に供給する固形
物供給装置を備えるとともに、混合機に供給される脱水
ケーキの粒度と含水率と，固化処理された脱水ケーキの
強度と含水率とのいずれか一つまたは複数または全部に
基づいて、上記固化処理された脱水ケーキの強度が予め
設定された目標強度になるように、上記複数の固化材の
混合比を制御する固化材供給量制御手段を備えたので、
投入される脱水ケーキの性状に係わらず、脱水ケーキの
強度を所定の強度に高める処理を正確に行うことができ
る。

【００２１】請求項５に記載のの脱水ケーキの処理装置
は、処理速度制御手段を設け、混合機に供給される脱水
ケーキの粒度と含水率と固化処理された脱水ケーキの強
度と含水率とのとの４つのパラメータのいずれか一つま
たは複数または全部に基づいて、上記固化処理された脱
水ケーキの強度が予め設定された目標強度になるよう
に、脱水ケーキの処理速度を制御したので、投入される
脱水ケーキの性状に係わらず、脱水ケーキの強度を高め
る処理を確実に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係わる脱水ケーキの処理
システムの概要図である。

【図２】本発明の実施の形態に係わる脱水ケーキの処理
装置に用いられる混合機のローターの概要を示す図であ
る。

【図３】本発明の実施の形態に係わる脱水ケーキの処理
装置の制御方法を説明するための図である。

【図４】従来の濁水処理方法の概要を示す図である。

【符号の説明】

１ 混合機 １Ａ，１Ｂ，１Ｃ ローター １ａ （ローターの）回転軸 １ｂ 羽根部 ２ 脱水ケーキ供給装置 ３ 固化材供給装置 ４ 脱水ケーキの処理装置 ５ フィルタプレス ６ ストックヤード ７Ａ，７Ｂ サイロ ８ 積込ホッパー ９ 建設発生土受け入れ地 １０ （塊状の）脱水ケーキ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 正宏 東京都新宿区津久戸町２番１号 株式会社 熊谷組東京本社内 (72)発明者 奈須 直人 東京都新宿区津久戸町２番１号 株式会社 熊谷組東京本社内 (72)発明者 岡 孝 大阪府大阪市都島区片町２丁目10番５号 株式会社熊谷組大阪支店内 (72)発明者 菊地 敏勝 大阪府大阪市北区堂島浜一丁目四番十九号 株式会社大阪砕石工業所本社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 骨材の洗浄水等により発生する濁水を脱
   水処理して形成された脱水ケーキを、切断し細分しなが
   らセメント等の固化材と混合して上記脱水ケーキの強度
   を高めるようにしたことを特徴とする脱水ケーキの処理
   方法。
2. 【請求項２】 骨材の洗浄水等により発生する濁水を脱
   水処理して形成された脱水ケーキを供給する脱水ケーキ
   供給装置と、セメント等の固化材を供給する固化材供給
   装置と、上記脱水ケーキ供給装置から供給された脱水ケ
   ーキを切断し細分化しながら上記脱水ケーキと上記固化
   材供給装置から供給された固化材とを攪拌混合する混合
   機とを備え、上記脱水ケーキと上記固化材とを混合して
   脱水ケーキを固化処理するようにしたことを特徴とする
   脱水ケーキの処理装置。
3. 【請求項３】 固化材供給量制御手段を設け、上記混合
   機に供給される脱水ケーキの粒度と含水率と，上記固化
   処理された脱水ケーキの強度と含水率とのいずれか一つ
   または複数または全部に基づいて、上記固化処理された
   脱水ケーキの強度が予め設定された目標強度になるよう
   に、上記固化材の供給量を制御することを特徴とする請
   求項２記載の脱水ケーキの処理装置。
4. 【請求項４】 上記固化材供給装置は、複数の固化材を
   混合して上記混合機に供給するとともに、上記混合機に
   供給される脱水ケーキの粒度と含水率と，上記固化処理
   された脱水ケーキの強度と含水率とのいずれか一つまた
   は複数または全部に基づいて、上記固化処理された脱水
   ケーキの強度が予め設定された目標強度になるように、
   上記複数の固化材の混合比を制御する固化材供給量制御
   手段を備えたことを特徴とする請求項２記載の脱水ケー
   キの処理装置。
5. 【請求項５】 処理速度制御手段を設け、上記混合機に
   供給される脱水ケーキの粒度と含水率と，上記固化処理
   された脱水ケーキの強度と含水率とのいずれか一つまた
   は複数または全部に基づいて、上記固化処理された脱水
   ケーキの強度が予め設定された目標強度になるように、
   上記固化処理された脱水ケーキの生成速度を制御するこ
   とを特徴とする請求項２記載の脱水ケーキの処理装置。