(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミキサー車に付着した生コンクリートを洗浄する洗浄装置と、
該洗浄装置から排出される洗浄水から砂及び砂利を分離する分離装置と、
該分離装置から排出される廃水を貯留するスラッジ貯留槽と、
該スラッジ貯留槽の上澄水を貯留する上澄水槽と、
前記スラッジ貯留槽のスラッジ水及び前記上澄水槽の上澄水を混合し、所定の濃度の濃縮スラッジを作る濃度調整装置を設け、
該濃度調整装置で生成される全ての濃縮スラッジを前記分離装置で分離回収される砂及び砂利とともに生コンクリート生成装置に導入し、再利用してなり、
前記分離装置は、砂及び砂利を分離する骨材分級機と、微砂を分離可能なサイクロンであり、前記サイクロンは、分離後の微砂を排出するアンダーフローパイプを有し、
アンダーフローパイプに負圧の発生を解消する大気解放手段を設け、
前記アンダーフローパイプの他端部を前記骨材分級機内に開口してなることを特徴とするクローズド式生コンクリート廃水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本願発明は、生コンクリートの廃水処理装置、特に生コンクリート用ミキサー車の生コンクリートの廃水処理装置ならびに該廃水処理装置に使用されるサイクロンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
建築及び土木作業現場では多量の生コンクリートが使われるが、この生コンクリートは、ミキサー車が生コンクリートを生成するバッチャープラント（以下、Ｂ・Ｐという）がある工場と作業現場とを往復して運んでいる。しかしながら、一日の仕事が終わり、ミキサー車をそのまま放置すると、ミキサー内部で残った生コンクリートが固まってしまうため、戻り生コンクリートとして工場まで持ち帰っていた余剰の生コンクリートをも含め、必ずミキサー内を洗浄する必要がある。ところが、その洗浄水には、コンクリートの他に砂とか砂利とかが含まれているため、廃水の処理装置が必要であった。
【０００３】
従来の廃水処理装置を図１により説明すると、戻り生コンクリートをも含めたミキサー車１の余剰生コンクリートは、全て洗浄装置２で洗浄されるとともに、該洗浄装置２で洗浄された洗浄廃水は、骨材分級機３に送られる。
【０００４】
骨材分級機３は、全体が円筒状からなり、軸心を水平よりある角度傾斜して配設し、多数の細孔及び複数の螺旋状の突部を有する回転内筒を設けたものであり、該回転内筒が回転することにより自動的に砂８と砂利９を分離し、それぞれの容器に回収する。
砂及び砂利が分離された廃水は、後述するサイクロン４に接線方向に導入され、遠心力により粒子の重い微砂１０が分離され、残りの廃水はその上部よりスラッジ貯留槽５に送られる。
【０００５】
微砂１０が除去された廃水は、スラッジ貯留槽５に貯留され、スラッジ貯留槽５の上澄水は、上澄水槽７に移送されるとともに、その下部のスラッジ水は、脱水機６に送られ脱水される。脱水されると、いわゆるケーキと呼ばれる固形のスラッジが生成され、このケーキは産業廃棄物として捨てられていた。
【０００６】
次に、図３によりこの廃水処理装置に用いられるサイクロンについて説明する。このサイクロン４は、円筒状のフィードチャンバ４２とフィードチャンバ４２の下部に連結される円錐状のコーン部４３とからなる。
【０００７】
フィードチャンバ４２には、前記骨材分級機３にその一端が連結される廃水導入パイプ４１の他端が接線方向に連結されているとともに、フィードチャンバ４２の上面には、オーバーフローパイプ４５がフィードチャンバ４２の内部に突入されており、微砂を分離した後の廃水は、該オーバーフローパイプ４５の吸入口５１から排出され、その他端部の排出口５２より前記スラッジ貯留槽５に送られる。
【０００８】
また前記コーン部４３の下部には、絞り部４４が形成されるとともに、この絞り部４４には、絞り部４４より大径のアンダーフローパイプ４７が連結されており、コーン部４３で分離される微砂１０は、重力で下部に集まり、絞り部４４からアンダーフローパイプ４７を経て排出される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来の廃水処理装置ならびに該廃水処理装置に用いられるサイクロンは上記した構成を有するものであった。
ところで近年、マスコミにも大きく取り上げられるようになっているように産業廃棄物は大きな社会問題となっており、これを踏まえ廃水処理装置で分離回収したスラッジを再利用する試みはあったが、従来の廃水処理装置では、再利用するスラッジ量が多いとコンクリートの質が低下するという問題、再利用するスラッジ量をコンクリートの質が低下しない量に分けて使用するとそれだけ手間がかかるという問題、及びスラッジ水の濃度が一定ではないため混練水として使用し難いという問題等のため、ケーキを生成し廃棄していた。
【００１０】
従来のサイクロン４においても以下のような問題があった。すなわち、サイクロン４は、フィードチャンバ４２、コーン部４３、絞り部４４及びアンダーフローパイプ４７等を縦方向に配設してなるものであり、地下あるいは地面に配置されるスラッジ貯留槽５よりは高い位置を占め、オーバーフローパイプ４５の吸入口５１は、スラッジ貯留槽５に開口するその他端の排出口５２に比べ必然的に高い位置になるため、廃水流量ないしオーバーフローパイプ４５の径によっては、前記吸入口５１と前記排出口５２との水位差によりサイホン現象が起き、サイクロンの４内の水がスラッジ貯留槽５に吸い出されるという問題があった。
【００１１】
また、分離された微砂は、重力で落下するときアンダーフローパイプ４７内全体に広がって流れるため、微砂の量ないしアンダーフローパイプ４７の径によっては、アンダーフローパイプ４７内で負圧が発生し、その負圧によってコーン部４３内の廃水が吸い出されるという問題があった。
【００１２】
本願発明は、廃水処理装置で分離回収したスラッジ水に含まれる固形分が、工場のＢ・Ｐで必要とされる新たなセメント量の３％以内であれば混練可能であり、さらに、一日の戻りコンクリートを除いたミキサー車に付着した生コンクリートから回収されるスラッジ量は、同じく工場のＢ・Ｐで必要とされる新たなセメント量の３％以内であるという知見に基づくものである。
【００１３】
すなわち本願発明は、従来の廃水処理装置ならびに該廃水処理装置の一装置として使用されるサイクロンの上記した問題を解決する廃水処理装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
ミキサー車に付着した生コンクリートを洗浄する洗浄装置と、
該洗浄装置から排出される洗浄水から砂及び砂利を分離する分離装置と、
該分離装置から排出される廃水を貯留するスラッジ貯留槽と、
該スラッジ貯留槽の上澄水を貯留する上澄水槽と、
前記スラッジ貯留槽のスラッジ水及び前記上澄水槽の上澄水を混合し、所定の濃度の濃縮スラッジを作る濃度調整装置を設け、
該濃度調整装置で生成される全ての濃縮スラッジを前記分離装置で分離回収される砂及び砂利とともに生コンクリート生成装置に導入し、再利用してなり、
前記分離装置は、砂及び砂利を分離する骨材分級機と、微砂を分離可能なサイクロンであり、前記サイクロンは、分離後の微砂を排出するアンダーフローパイプを有し、
アンダーフローパイプに負圧の発生を解消する大気解放手段を設け、
前記アンダーフローパイプの他端部を前記骨材分級機内に開口してなるものである。
【００１５】
【作用】
本願発明は、戻りコンクリートの処理と、ミキサー車の洗浄廃水との処理を分け、ミキサー車の洗浄廃水の処理に濃度調整手段を付加することにより所定濃度の濃縮スラッジを作り、この濃縮スラッジを工場のＢ・Ｐで生成する新たなセメントに混練することにより、再使用を可能にする。
【００１６】
また、廃水処理装置の一装置として使用するサイクロンのオーバーフローパイプ及びアンダーフローパイプのいずれか一方あるいは両方に大気解放手段を設けることにより、それぞれのパイプでの負圧の発生を防止する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図２は、生コンクリート工場における破砕機並びに廃水処理装置を使用して産業廃棄物をゼロにする本願発明のフロー図である。
ミキサー車１の余剰分としての戻り生コンクリートの処理工程と、空のミキサー車の洗浄廃水の処理工程に分かれており、戻り生コンクリート２０は、一旦土間に放置して固化する。その後、破砕機２１によって破砕し、破砕片は、再生路盤材２２として全て再利用する。
【００１８】
空のミキサー車１は、洗浄装置２によって洗浄され、その洗浄廃水は、骨材分級機３に送られる。骨材分級機３は、従来例のものと同様なものであり、その分級作用により砂８と砂利９とを分離回収する。分離回収された砂８及び砂利９は、工場のＢ・Ｐ３０に送られ、再利用される。
【００１９】
骨材分級機３から砂８及び砂利９が除去された廃水は、サイクロン４に送られる。サイクロン４は骨材分級機３及びスラッジ貯留槽５より高い位置に配置されるとともに、後述する構成を有し、その遠心作用により廃水中の微砂１０を分離回収し、微砂１０を分離除去した廃水をスラッジ貯留槽５に送る。
【００２０】
スラッジ貯留槽５内の上部の上澄水は、上澄水槽７に送られプールされるとともに、その下部のスラッジ水は、ポンプ１１を介して後述の濃度調整槽１５へ送られる。
前記上澄水槽７にプールされた上澄水は、濃度調整用の水として濃度調整槽１５へ送られたり、工場のＢ・Ｐあるいは洗浄装置２に送られ再利用される。
【００２１】
濃度調整装置としての濃度調整槽１５は、濃度センサ１３及び垂直な旋回軸に軸支される水平な旋回羽根等からなる撹拌機１４を備えている。そして該濃度調整槽１５には、スラッジ貯留槽５内のスラッジ水及び上澄水槽７の上澄水がそれぞれのポンプ１１、１２によって供給されるが、該両ポンプ１１、１２は、前記濃度センサ１３の信号を受ける図示しない制御装置によって制御され、前記撹拌機１４の作用と相俟って濃度調整槽１５内の濃縮スラッジの濃度を均一にしている。
【００２２】
そして濃縮スラッジ濃度と、前記Ｂ・Ｐに供給する濃縮スラッジ及び上澄水からなる混練水量との換算表を予め作成しておき、その換算表に基づき、所定の濃度に応じた濃縮スラッジ及び上澄水からなる混練水量を求め、その混練水を前記Ｂ・Ｐに供給し、該濃縮スラッジを再利用する。
【００２３】
なお、一日の戻りコンクリートを除いたミキサー車に付着した生コンクリートから回収されるスラッジ量は、前記Ｂ・Ｐで生成する新たなセメント量の３％以内であり、再利用するスラッジ量としては余裕があるため、前記濃度調整槽１５内の濃縮スラッジの濃度は、あまり厳密でなくてもよい。
また、前記Ｂ・Ｐに濃度計及び自動演算装置が備わっており、いかなる濃度にも対応できる場合には、濃度調整槽１５を不要にすることもできる。
さらに、戻り生コンクリートとしての余剰生コンクリートがない場合にも適用可能であることはもちろんである。
【００２４】
次に、本願発明のサイクロンを図４に基づいて説明する。
サイクロン４は、前記骨材分級機３及びスラッジ貯留槽５より高い位置に配設されており、円筒状のフィードチャンバ４２、このフィードチャンバ４２の下部に一体的に形成される円錐状のコーン部４３及びこのコーン部４３の下部に連結されるアンダーフローパイプ４７等とからなり、フィードチャンバ４２には、骨材分級機３にその他端が連結される廃水導入パイプ４１が接線方向に連結されている。
【００２５】
フィードチャンバ４２の上面には、ほぼ直角に折れ曲がったオーバーフローパイプ４５の垂直部が、その先端部をフィードチャンバ４２の内部にまで突入した形態で連結されているとともに、該オーバーフローパイプ４５の吸入口５１は、その他端部で前記スラッジ貯留槽５に開口している排出口５２より高い位置を占める。
【００２６】
そして前記オーバーフローパイプ４５の水平部分には、大気解放手段としての第１の圧力調整用パイプ４６が連結されるとともに、該第１の圧力調整用パイプ４６の他端は大気に解放されている。この第１の圧力調整用パイプ４６の取り付け位置は、廃水の動圧を受けない位置であればどこでもよく、パイプの水平部分が好ましい。
【００２７】
また、前記コーン部４３の下部の絞り部４４には、絞り部４４より大径のアンダーフローパイプ４７の端部が嵌合されているとともに、このアンダーフローパイプ４７には、大気解放手段としての第２の圧力調整用パイプ４８が連結される。この第２の圧力調整用パイプ４８は、略Ｌ字状からなり、その垂直端部は大気に開口されている。
【００２８】
本願発明のサイクロンはこのような構成を有し、廃水導入パイプ４１を経てフィードチャンバ４２内に接線方向に導入される骨材分級機３からの廃水は、遠心力の作用により廃水中の比重の重い微砂１０を分離する。
【００２９】
コーン部４３で分離された微砂１０は、重力により下部に集められ、絞り部４４からアンダーフローパイプ４７を経て排出され、外部容器に回収されるとともに、工場のＢ・Ｐに供給され、再利用される。
【００３０】
前記コーン部４３で微砂１０を分離した後の廃水は、コーン部４３の中央部を旋回しながら上昇し、オーバーフローパイプ４５に押し出され、スラッジ貯留槽５に送られるが、オーバーフローパイプ４５の吸入口５１は、その他端部で前記スラッジ貯留槽５に開口している排出口５２より高い位置にあるため、廃水流量ないしオーバーフローパイプ４５の径によっては、前記吸入口５１と前記排出口５２との水位差によりサイホン現象が起き、サイクロン４内の水がスラッジ貯留槽５に吸い出されようとするが、前記第１の圧力調整パイプ４６から大気が吸入されるため、その吸い出しを防止する。この場合、前記第１の圧力調整パイプ４６は、廃水の動圧の影響を受けない水平部に開口されているため、該第１の圧力調整パイプ４６から廃水が排出することがなく、発生するサイホン現象を有効に解消する。
【００３１】
また、前記コーン部４３で分離された微砂は、重力で落下するときアンダーフローパイプ４７内全体に広がって流れるため、微砂の量ないしアンダーフローパイプ４７の径によっては、アンダーフローパイプ４７内で負圧が発生し、その負圧によってコーン部４３内の廃水が吸い出されそうになるが、前記第２の圧力調整パイプ４８から大気が吸入され、廃水の吸い出しを防止する。
【００３２】
そして前記第２の圧力調整パイプ４８は、略Ｌ字状をなし、その水平端部はできるだけ絞り部４４の近傍でアンダーフローパイプ４７に開口するとともに、垂直端部は前記アンダーフローパイプ４７の開口より上方で大気に開口しており、微砂１０が前記第２の圧力調整パイプ４８から排出することなく、負圧の発生を解消することができる。
【００３３】
図５は、前記第２の圧力調整パイプ４８の変形例であり、アンダーフローパイプ４７及び第２の圧力調整パイプ４８以外は、図４のものと同じである。すなわち、アンダーフローパイプ４７は、絞り部４４近くで短くされており、その短いアンダーフローパイプ４７の下端には、短いアンダーフローパイプ４７より大径で、かつ直管状の第２の圧力調整パイプ４８の一端が位置し、前記アンダーフローパイプ４７の下端部と前記第２の圧力調整パイプ４８の一端とは、対向端部が同心状に重なり合うように隙間を有して嵌合され、両パイプ間の前記隙間を大気開口４９として形成したものである。
【００３４】
このように構成することによって微砂１０は、大気開口４９より漏出することなく確実に前記第２の圧力調整パイプ４８の下方他端部より外部に排出することができるとともに、前記大気開口４９より大気を導入し負圧の発生を防止できる。
なお、前記アンダーフローパイプ４７は、金属管でもゴム等の弾性管でもよい。
【００３５】
図６は、前記第２の圧力調整パイプ４８のさらなる変形例であり、第２の圧力調整パイプ４８以外は、図５のものと同じである。すなわち、アンダーフローパイプ４７は、絞り部４４近くで短く切断され、その短いアンダーフローパイプ４７の下端には、短いアンダーフローパイプ４７より大径で、かつ曲管の第２の圧力調整パイプ４８の一端が位置し、前記アンダーフローパイプ４７の下端部と前記第２の圧力調整パイプ４８の一端とは、対向端部が同心状に重なり合うように大気開口４９としての隙間を介して嵌合されるとともに、前記第２の圧力調整パイプ４８の他端を前記骨材分級機３内に開口したものである。
【００３６】
このように構成することによっても微砂１０は、大気開口４９より出ることなく確実に前記第２の圧力調整パイプ４８の下方他端部より前記骨材分級機３内に排出され、該骨材分級機３によって分離される砂８とともに回収され、一方前記大気開口４９より大気が導入され負圧の発生を防止する。
【００３７】
なお、第２の圧力調整パイプ４８については、微砂が外部に漏出することなく、且つ負圧の発生を防止できる形態のものであれば、いかなる曲管のものでもよく、例えば図５及び図６のものにおいて、大気開口４９近傍のみ大径の形状のものであってもよく、またその材質も金属管及びゴム等の弾性管でもよいことはもちろんである。
【００３８】
【発明の効果】
本願発明は、戻りコンクリートの処理と、ミキサー車の洗浄廃水との処理を分け、ミキサー車の洗浄廃水の処理として濃度調整手段を付加することにより、生成する新たなコンクリートの質を落とすことなく全てのスラッジを再利用することができるため、産業廃棄物の発生をなくすことができる。
【００３９】
また、廃水処理装置の一装置として使用するサイクロンのオーバーフローパイプ及びアンダーフローパイプのいずれか一方あるいは両方に大気解放手段を設けることにより、それぞれのパイプ内での負圧の発生を防止し、オーバーフローパイプの吸入口水位と排出口水位との水位差に起因するサイホン現象の発生及びアンダーフローパイプ内からの廃水の吸い出しを防止することができ、ひいては廃水処理装置の効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の生コンクリート工場における廃水処理装置のフロー図。
【図２】本願発明の生コンクリート工場における廃水処理装置のフロー図。
【図３】従来のサイクロンの断面図。
【図４】本願発明のサイクロンの断面図。
【図５】本願発明のサイクロンの変形例の断面図。
【図６】本願発明のサイクロンのさらなる変形例の断面図。
【符号の説明】
１      ミキサー車
２      洗浄装置
３      骨材分級機
４      サイクロン
５      スラッジ貯留槽
６      脱水機
７      上澄水槽
８      砂
９      砂利
１０    微砂
１１、１２  ポンプ
１３    濃度センサ
１４    撹拌機
１５    濃度調整槽
２０    戻りコンクリート
２１    破砕機
２２    再生路盤材
３０    Ｂ・Ｐ
４１    廃水導入パイプ
４２    フィードチャンバ
４３    コーン部
４４    絞り部
４５    オーバーフローパイプ
４６    第１の圧力調整パイプ
４７    アンダーフローパイプ
４８    第２の圧力調整パイプ
４９    大気開口
５１    吸入口
５２    排出口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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