JPS5948159B2 - 高含水泥状物質の連続処理設備 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、例えば、ヘドロ、汚泥等の高含水率の泥状
物質（以下高含水泥状物質という）の連続処理設備に関
するものである。

高含水泥状物質は、個粒子が懸濁または沈降した流動性
のある物質であり、高含水泥状物質として、河川、湖沼
、港湾等に生じた、通常「ヘドロ」と称されるものの他
に、排水等を処理した後に残る泥状のものや、製造業の
製造工程から生ずる泥状の通常「汚泥」と呼ばれるもの
などがあり、その種類は多岐にわたるが、含水率の高い
ことが共通の性質である。

このような高含水泥状物質は、含水率が高いので、この
ままの状態ではその後の処理または再利用が困難であり
、従ってこれを脱水して低い含水率にしなければならな
い。

一般に高含水物質の含水率を下げるには、まずシックナ
ーで沈降させ、ついで沈降物をフィルターを通して水分
除去し、さらに熱風によって加熱乾燥するという工程を
とらなければならない。

浄水場の沈澱汚泥をこのようにして処理している例があ
るが、汚泥トン当りについてみると非常に高価な処理費
になる。

浄水トン当りの沈澱汚泥の発生量が非常に少ないので、
このような方法を適用しても良いのである。

また、天日乾燥法も知られている。

これは乾燥に要するエネルギーを太陽熱に依存する方法
であり、貯蔵池中に泥状物質を流し込み、その表面を太
陽光に照射する。

貯蔵池中の泥状物質の乾燥は。その表面部から進み、や
がてその部分が乾燥してひび割れが生じるが、深部まで
は乾燥がなかなか進まない。

従って短時間で乾燥を終えるには、貯蔵池中の泥状物質
の層厚を薄くしなければならないが、このようにすると
、広大な貯蔵池面積を必要と゛し、実際問題としては実
現困難な場合が多く、結局天日乾燥法は、大量処理には
適していない。

上述のような方法は、含水率を下げる直接法といえるが
、この他に間接法と称すべき方法が知られている。

例えば、（１）、含水率の低い材料と混合。すること、
（２）、生石灰と混合すること、（３）、セメントと混
合すること、などの方法が収る。

いずれも地盤改良工法として知られているが、これらの
方法といえども万能でなく、特に高含水物質の場合は、
混合する物質の量を多くしないと、所期の。

目的を達成しることができないし、混合する物質の量を
多くすると処理費が増加するという問題がある。

なお、高含水物質が有機質分を多く含むときには、セメ
ントの硬化作用は見られない場合が多い。

そこでこの発明は以上のような問題を解消した高含水泥
状物質の連続処理設備を提供すべくなされたもので、 固定枠内に微粒珪酸カルシウム水和物を加圧成形してな
る成形板が取付けられ、かつ前記固定枠の上部にフード
が設けられてなる成形板ユニットを装入して、高含水泥
状物質を脱水処理するための処理槽が設けられた脱水設
備と、 前記高含水泥状物質の脱水処理により前記成形板が水分
を吸収した前記成形板ユニットの前記フードを支持して
、前記フードの下に前記成形板乾燥用の空気を導入する
ためのトンネルを形成する側壁が設置された乾燥設備と
、 前記脱水設備と前記乾燥設備とに設けられた、前記成形
板ユニットの搬入および搬出を行なうための起重機と、 前記成形板ユニットの、前記脱水設備と前記乾燥設備と
の間の搬送を行なうためのトラバーサから構成されるこ
とに特徴を有する。

以下この発明を実施例により図面を参照しながら説明す
る。

第１図は、この発明の連続処理設備を構成する成形板ユ
ニットを示す断面図である。

第１図において１は微粒珪酸カルシウム水和物を加圧成
形して得られた成形板で、成形板（Ｐ５）１は、成形板
固定枠２に、複数個所定間隔で固定されている。

隣接の成形板１の下端間には、開閉可能な扉３が必要に
応じて設けられている。

成形板１の下端には、断面逆Ｕ字状になるように隣接の
成形板１間に配置した側布４の両下端が取付けられてお
り、ｒ布４の上端部内側には、ｒ布４の上方から吊下げ
られた側布張設用のローラ機構５が設けられている。

固定枠２の上端には、フード６が取付けられており、フ
ード６上には、所定間隔で支柱が取付けられており、支
柱７には、回動バー８が取付けられている。

各回動バー８の一端は、一本の水平方向のバー回動用の
ワイヤ９に連結されており、ローラ機構５に一端を取付
けた、ローラ機構吊下用のワイヤ１０は、フード６に開
けた貫通孔を通ってフード６上に設けた滑車１１．１２
にかけ回され、その他端が回動バー８の他端に取付けら
れている。

ローラ機構５は、第２図イ、田こ示す通りの構造になっ
ている。

図示されるように、支持金具１３の一端にワイヤ１０の
一端が取付けられており、支持金具１３の他端には、ロ
ーラ１４および七−ラ１４の両端に配した回動金具１５
．１６の一端が取付けられており、１対の回動金具１５
の他端間および１対の回動金具１６の他端間には、それ
ぞれローラ１７．１Ｂが取付けられている。

そして、ローラ１４．１７．１８に側布４の上端部がか
け回されており、支持金具１３と各回動金具１５．１６
の他端付近との間に、回動金具１５．１６を互いに外側
に向けて付勢するためのスプリング１飢２０か取付けら
れている。

従って、第１図に示すように、ワイヤ９の両端の回動バ
ー８の操作によって（この回動バー８は、図示しない固
定手段によって所定回動位置に固定される）、ワイヤ９
が右動し、他の回動バー８が左回動してワイヤ１０によ
り吊下げられたローラ機構５が所定位置まで下がった状
態になると、第２図イに示すように、スプリング１飢２
０の弾性によって回動金具１５、 １６が開く方向に回
動して、ローラ１乙１８が側布４を成形板１の表面に押
付ける。

この結果、側布４は、そのほぼ全体が成形板１の表面に
接触する。

そして、この状態から、ワイヤ９の両端の回動バー８の
操作によってワイヤ９を左動させると、他の回動バー８
が右回動し、ワイヤ１０によって吊下げられたローラ機
構５が上昇する。

その結果、両下端が成形板１の下端に固定されているｒ
布４がｊスプリング１９．２０の弾性力に抗してローラ
１乙１８を押して回動金具１５．１６を閉じる方向に回
動させると共に、それ自身成形板１の表面から離れる。

成形板１による脱水は、第１図に示すように高含水泥状
゛物質２１が貯えられた処理槽２２中において１行なわ
れる。

固定枠２に成形板１を取付けた成形ユニットは、あらか
じめ処理槽２２中に高含水泥状物質２１を貯え、その中
に浸漬してもよいし、あるいは、処理槽２２中に成形板
ユニットをあらかじめセットしておき、ついで処理槽２
２中に高含水泥状：物質２１を流し込んでもよい。

第１図において、Ａの部分は成形板１と高含水泥状物質
２１とが接触した直後の状態を示しておりｒ布４は成形
板１の表面に接触している。

この状態から高含泥状物質２１中の水分はｒ布４を通っ
て成形板１中に吸取られ：始め、数時間後には第１図Ｂ
に示す状態になる。

即ち、脱水された低含水率の泥状物質２１′が、ｒ布４
を介して成形板１の表面に付着した状態になる。

次いで、フード６上のワイヤ９を動かしてローラ機構５
を吊上げると、Ｆ布４が成形板１の表面か。

ら離れて第１図Ｃの状態になり、脱水された低含水率の
泥状物質２１′は、成形板１の表面から剥離する。

なお、第１図Ｃ′の状態は、本質的にはＣの状態と同じ
であるが、成形板１の下端間に扉３が取付けられていな
い点が異なっている。

次いで、ワイヤ。９を動かしてローラ機構５を下降させ
ると、Ｐ布４は再び成形板１０表面に接触し、一方泥状
物質２１′は、ン戸布５の内側面から剥離し第１図Ｄ′
の状態になる。

すなわち、Ｄ′の状態は、扉３が取付けられていない状
態であり、泥状物質２１′は、成形板１・の下端から排
出可能となり、固定枠２を処理槽２２から引上げること
によって、泥状物惚１′は処理槽２２中に残る。

一方扉３が取付けられている場合は、固定枠２の引上げ
と共に処理槽２２外に取り出される。

第３図は、この発明の高含水泥状物質の連続処理設備全
体の配置を示す平面図、第４図は第３図のＡ−Ａ断面図
である。

第３図に示すように、複数個の成形板１およびこれらを
固定支持する、上述した支持構造からなる成形板ユニッ
ト２３を複数相互に近接して直線的に配置可能にした列
ａ、 ｂ。

Ｃで全体が構成される。

列ａ、 ｂが成形板１の乾燥設備を構成する位置、列
すが高含水泥状物質２１の脱水設備を構成する位置であ
る。

列ａ、およびＣにおいては、それぞれその両側にトンネ
ル側壁２４が設けられ、トンネル側壁２４の上端にはサ
ンドシール２５が設けられている。

列ａ、 ｃに配置されるべき全成形板ユニット２３の
フード６の両側端をサンドシール２５に載置することに
よって、全成形板ユニット２３の全成形板１は、列ａ、
ｃの長さ方向と平向に配置され、そして、フード６
およびトンネル側壁２４からなるトンネル２６が形成さ
れる。

かくして形成されたトンネル２６の一端には、空気導入
路２７が接続され、他端には、空気吸引路２８が接続さ
れ、空気吸引路２８には吸引ファン２９が接続される。

吸引ファン２９が回転すると、空気導入路２７から吸込
まれた空気は、トンネル２６、空気吸引路２８を通って
煙突３０から排出される。

従って、列ａ、 ｃにおいては、トンネル２６内を空
気が通過するとき、各成形板ユニット２３の隣接成形板
１間を通り、各成形板１は乾燥する。

列すにおいては、成形板ユニット２３は処理槽２２中に
設置され、処理槽２２中に流れ込まれた高含水泥状物質
２１の脱水を行なう。

第３図に示されるように、３１は、列ａ、 ｂ、 Ｃ
の両端においてその長さ方向と直交する方向にそってそ
の上方を移動するトラバーサ、３２はそのレールであり
、第４図に示されるように、３３は各列においてその長
さ方向にそって移動する起重機である。

今、列すでは処理槽２２中で脱水が終り、列ａでは成形
板１の乾燥が終り、そして列Ｃでは成形板１の乾燥が継
続中である。

このような状態において、１例として、第３図中、Ｉ、
ＩＩの位置にある成形板ユニット２３の入替作業、即ち
、乾燥を終えた列ａの成形板ユニット２３を処理槽２２
中に、高含水泥状物質中の水分を吸取ってその脱水を終
えた列すの成形板ユニット２３を列ａの所定位置にそれ
ぞれ設置する作業について説明する。

まず、■およびＩＩの位置と成形板ユニット２３は、そ
れぞれ起重機３３により上方に吊上げられ、第３図左側
のトラバーサ３１上におろされる。

この位置をＩ’、ＩＩ’とする。

この位置■′において、成形板ユニット２３の成形板１
下端部の扉３を開けて、脱水された低含率の泥状物質２
１′を排出しその下の脱水ケーキ処理場３４に落下させ
る。

なお、図示していないが、脱水ケーキ（泥状物質２１′
）は、トラック、コンベアなどの適宜手段で脱水ケーキ
処理場３４から搬出される。

ついでトラバーサ３１を移動させて、１′の位置の泥状
物質２１′排出後の水分を吸取った成形板１からなる成
形板ユニット２３をＩＩ’の位置まで移す（第３図右側
のトラバーサ３１の位置参照）。

ついでＩＩ’の位置の成形板ユニット２３を起重機３３
によってＩＩの位置まで運ぶ。

一方トラバーサ３１上に残った成形板ユニット２３（初
めＩＩの位置にあったもの）は、トラバーサを移動させ
て１′の位置に移し、ついで起重機３３によって１の位
置に運ぶ。

かくしてＩ、ＩＩの位置にあった成形板ユニット２３の
入替が完了する。

以上のような作業を繰返すことによって列ａとｂとの全
成形板ユニット２３の入替が行なわれる。

この入替が終ると、列すの処理槽２２中には高含水泥状
物質２１が流し込まれ脱水が開始され、列ａにおいて吸
引ファン２９が運転開始して成形板２３の乾燥が始まる
。

そして、列すにおける脱水が完了した後は、列すと列Ｃ
との間で成形板ユニット２３の入替が上述の要領で行な
われる。

第５図は列ａ、 ｂ、 ｃの全成形板ユニット２３
の運用のタイムテーブルを示す図である。

即ち横軸は経過時間、縦軸のａ、 ｂ、 ｃは、第
３図の列ａ。

ｂ、 ｃに対応しており、○、△、Ｘ印は成形板ユニ
ット２３を指す。

今１期間（例えば■）を１２時間、各列の成形板ユニッ
ト２３の入替に要する時間を４時間とすれば、脱水時間
は８時間、乾燥時間は２０時間とることができることに
なる。

図中矢印の交差している部分が成形板ユニット２３の列
間の入替期間であり、矢印は入替の方向を示している。

ついで本発明の実施例について説明する。

実施例 １ 約３５００ブレーンに微粉砕した高炉水砕スラグと３
Ｎ−ＮａＯＨの溶液とを、固液重量比１０００ ： １
５０に保ち、９０℃、３時間攪拌処理してＢＥＴ法で６
０ｍ’／ｇの比表面積を有する珪酸カルシウム水和物の
微粒を得た。

次にこの微粉の乾燥品を１００ｋｇ ／ ｃｍ′の圧力
で加圧し、微粒珪酸カルシウム水和物の成形板を得た。

実験用の成形板は、４ Ｘ ４ Ｘ １６ｃｍの金型中
に上記微粒を装入してから加圧したもので、成形＜ＰＩ
３）された板の寸法は１．２Ｘ４Ｘ１６ｃｍであった。

この成形板をビーカー中の水および非常に高含水率のシ
ルト中に浸漬して成形板の吸水率の変化を測定した。

その結果を第６図に示す。図中、縦軸が成形板の吸水率
（％）、横軸が経過時間（分）であり、○印が水、△印
がシルトを示す。

図示されるように、シルトと水の間には、大きな差はな
く、成形板の吸水速度は非常に速いことが明らかである
。

なおシルトと水とで吸水速度に差のないことはシルト中
の微粒によって成形板中の水の通路が塞がれることがほ
とんどないことを意味する。

実施例 ２ 実施例１で得られた吸水後の成形板を、１０５℃の乾燥
温度で乾燥し、さらに吸水、乾燥を繰返した。

その結果、得られた成形板の変化は見られなかった。

また、実施例１で得られたと同じ成形板を水中に長時間
浸漬放置する実験を行なったが、１年経過した時点でも
成形板の変形、破壊は見られなかった。

実施例 ３ 福山海成シルト（含水率２００％）を用いてシルト中の
水の移動速度を測度した。

こと実験の目的は、実施例１で成形板中の水の移動速度
は十分速いことが明らかとなったので、実際の高含水泥
状物質の脱水所要時間は泥状物質内の水の移動速度によ
り律則されると考えられたからである。

実施例１と同じ成形板の４Ｘ１６Ｃｍの面上の一部にシ
ルトを置き、シルト表面が十分脱水されるまでの時間を
測定した。

測定結果を、第７図にシルト厚さと脱水所要時間との関
係を表す図によって示す。

図中縦軸は脱水所要時間（分）、横軸はシルト厚さくｍ
ｍ）を２乗した値である。

図かられかるように、両者間に直線関係が得られたこと
から脱水所要時間はシルト厚さの２乗に比例することが
分った。

ちなみに、第５図のタイムテーブル中の脱水時間８時間
のシルト厚さを求めると、約５Ｑｍｍになる。

第１図のＢの状態に示されるようにシルト厚さ５Ｑｍｍ
ということは成形板の間隔は１００ｍｍということにな
る。

実施例 ４ 脱水後の泥状物質の含水率がどの程度になるのかを調べ
るため、ビーカー中に高含水泥状物質を入れ、この中に
成形板を装入して脱水後の含水率を測定した。

その結果（２例）を第１表に示す。福山海成シルトの場
合、この値になった脱水後のケーキは、手で触っても手
に付着しない。

また成形板からケーキをはがすと、ケーキは成形板表面
に残存することなくきれいに剥ぎ取ることができた。

なお、ケーキはきわめて容易に成形板表面から剥離させ
ることができた。

また高炉湿ダストは、通常行なわれているドラム式真空
フィルターでは脱水後の含水率は３０％であり、本発明
の方がはるかに低い含水率が得られることが明らかであ
る。

実施例 ５ 実施例１の同じ成形板の吸水後の乾燥について実験を行
なった。

成形板を水中に浸漬して十分吸水させた後、一端にファ
ンを取付けたプラスチック製の中空角部の中央部に４Ｘ
１６Ｃｍ面に風が平行に流れるように設置して通風条件
を変えて成形板の含水率の変化を測定した。

空気温度２０℃、湿度６０〜７０％の条件下で風速を０
．２ｍ ／ｓｅｃ、３．６ｍ／Ｓｅｃとした場合の乾燥
状況を第８図に示す。

図中、点線が風速０．２ｍ／ｓｅｃ、実線が風速３．６
ｍ／ｓｅｃを示す。

図から、恒率乾燥から減率乾燥に変わる限界含水率は約
２０％であり、この値に達するまでの乾燥速度に比べて
、減率乾燥域での乾燥速度は著しく大であることがわか
る。

従って、成形板の乾燥に当っては、高含水泥状物質を脱
水した後の成形板の含水率が約８０％であり、また乾燥
後人の脱水に用いるときは約２０％の含水率であること
から、成形板重量の約６０％が適当な脱水能力であるこ
とが分った。

成形板の含水率が８０％から２０％になる間の時間は、
風速３．６ｍ／ｓｅｃの場合約６．４時間になっている
。

第５図に示したタイムテーブルの例では乾燥時間を２０
時間としているので、本実施例の約３倍である。

通風による乾燥では、乾燥所要時間は成形板厚さに比例
することが知られている。

本実施例では板厚が１．２０ｍであるから、大型装置の
場合、１．２Ｘ ３ ＝３．６ｃｍの板厚で乾燥所要時
間が約２０時間になる。

なお、乾燥所要時間を短縮するには、風速を大にする、
空気を若干加熱するなどの手段が有効である。

以上説明したように、この発明の連続処理設備において
は、成形板による高含水泥状物質の脱水と成形板の乾燥
とを並行して行なうので、高含水泥状物質を極めて効率
よく脱水処理できる。

また、セメントなどを高含水泥状物質に添加する地盤改
良法との併用によってその効果を一層高めることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の連続処理設備を構成する成形板ユニ
ットを示す断面図、第２図イ９口は第１図の成形板ユニ
ットのローラ機構の構造を示す図、第３図はこの発明の
高含水泥状物質の連続処理設備全体の配置を示す平面図
、第４図は第３図のＡ−Ａ断面図、第５図は第３図の連
続処理設備における列ａ、 ｂ、 ｃの全成形板ユ
ニットの運用のタイムテーブルを示す図、第６図は成形
板の吸水率の変化を示す図、第７図はシルト厚さと脱水
所要時間との関係を示す図、第８図は成形板の含水率の
変化を示す図である。 １・・・・・・成形板、４・・・・・・ン戸布、５・・
・・・・ローラ機構、２１・・・・・・高含水泥状物質
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 固定枠内に微粒珪酸カルシウム水和物を加圧成形してな
   る成形板が取付けられ、かつ前記固定枠の上部にフード
   が設けられてなる成形板ユニットを装入して、高含水泥
   状物質を脱水処理するための処理槽が設けられた脱水設
   備と、 前記高含水泥状物質の脱水処理により前記成形板が水分
   を吸収した前記成形板ユニットの前記フードを支持して
   、前記フードの下に前記成形板乾燥用の空気を導入する
   ためのトルネルを形成する側壁が設置された乾燥設備と
   、 前記脱水設備と前記乾燥設備とに設けられた、前記成形
   板ユニットの搬入および搬出を行なうための起重機と、 前記成形板ユニットの、前記脱水設備と前記乾燥設備と
   の間の搬送を行なうためのトラバーサから構成されるこ
   とを特徴とする、高含水泥状物質の連続処理設備。