(57)【要約】【課題】大規模な機械脱水方式を採用することなく、省スペースで、効率的に高含水率の浚渫土を処理して、取扱いの容易な固形物を取り出し得る装置を提供する。【解決手段】浚渫泥を貯留して、所定含水率の原泥として調整する一方、その調整された原泥をポンプ１６によって送出する原泥調整装置２と、製紙スラッジ焼却灰を主成分とする凝集固化剤を供給する凝集固化剤供給装置１０と、それら原泥と凝集固化剤とを混合して反応せしめ、フロックを形成させる反応槽８と、かかる反応槽内の反応処理物を取り出し、互いに平行に配置された複数の回転軸にそれぞれ軸装された多数の楕円形状の回転板２６上に供給して、かかる回転板２６の回転方向に従って順次搬送しつつ固液分離を行ない、実質的に前記フロックからなる、含水率の低減された固形物を取り出す固液分離装置６にて構成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
浚渫作業によって揚上された浚渫泥を貯留して、所定含水率の原泥として調整する一方、その調整された原泥をポンプによって送出し得るように構成した原泥調整装置と、
かかる原泥との反応のために、製紙スラッジ焼却灰を主成分とする凝集固化剤を、所定量において供給する凝集固化剤供給装置と、
前記原泥調整装置から送出される原泥と前記凝集固化剤供給装置から供給される凝集固化剤とを混合して反応せしめ、フロックを形成させる反応槽と、
該反応槽内の反応処理物を該反応槽より取り出し、互いに平行に配置された複数の回転軸にそれぞれ軸装された多数の楕円形状の回転板上に供給して、かかる回転板の回転方向に従って順次搬送しつつ固液分離を行ない、実質的に前記フロックからなる、含水率の低減された固形物を取り出す固液分離装置とを、
備えていることを特徴とする浚渫土のの処理装置。
【請求項２】
前記原泥調整装置において、前記浚渫泥が、８５〜９５％の含水率の原泥として調整される請求項１に記載の浚渫土の処理装置。
【請求項３】
前記凝集固化剤供給装置により、前記凝集固化剤が、前記原泥の１リットル当り５〜５０ｇの割合となるように、前記反応槽に供給される請求項１又は請求項２に記載の浚渫土の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浚渫土の処理装置に係り、特に、大規模な機械脱水処理システムを採用することなく、省スペースにおいて、高含水率の浚渫土（泥）を効率的に固液分離処理して、固形物として取り出し得るようにしたシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、閉鎖性の内湾にあっては、周辺からの負荷や魚介類養殖業等による負荷に伴ない、海底に多量の有機物が沈降し、堆積していることは、よく知られているところである。また、港湾における海底においても、河川や湖沼等の水底においても、黒色汚濁質の堆積物が堆積していることは、同様である。そして、そのような堆積物、所謂「ヘドロ」は、高含水率であることに加えて、高い有機物含有量を有するものであるところから、それによる海域や水域の汚染が重大な問題となってきている。例えば、近年、問題となっている水域環境での富栄養化、赤潮或いは青潮等の原因の一つとして、それら堆積物からの栄養塩類の溶出や溶存酸素の消費が指摘されている。このため、底質改善対策が急務とされ、全国各地において、浚渫事業が展開されてきているのである。
【０００３】
ところで、従来からの浚渫事業の技術に関し、高含水率の浚渫土（泥）を脱水処理する方法としては、揚上された浚渫土を、陸上にて長期間をかけて自然乾燥させたり（特許文献１、２参照）、浚渫土に凝集剤を添加した後、大型の機械脱水プラントを用いて脱水したり（特許文献３〜５参照）する手法が、採用されてきている。また、そこにおいて、機械脱水プラントとしては、高圧フィルタプレス、ベルトプレス、スクリュープレス等のプレス方式や、デカンタ型の遠心分離方式等が、採用されているのである。
【０００４】
しかしながら、それら従来からの浚渫土の処理方法において、自然乾燥方式では、脱水に時間がかかり、効率的でないことに加えて、広い処理スペースが必要となる等の問題があった。また、機械脱水方式にあっては、それに用いられる機械は、主要部だけでも数メートルにも及び、高いコストのみならず、いかだ養殖等が活発なリアス式内湾では、作業スペースの問題もあり、地域の協力を得るに際して、困難な場合が多いことに加えて、単なる機械脱水操作のみにて、高含水率の浚渫泥を脱水させて、取扱いの容易な固形物とするのは、容易ではなかったのである。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１９８６００号公報
【特許文献２】特開２００３−２９０７９８号公報
【特許文献３】特開平１０−１７６０６４号公報
【特許文献４】特開平１１−２７６８０８号公報
【特許文献５】特開２００２−１９２２００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景にして為されたものであって、その解決課題とするところは、大規模な機械脱水方式を採用することなく、省スペースで、効率的に高含水率の浚渫土（泥）を処理して、取扱いの容易な且つ海域で再利用することの出来る固形物を有利に取り出し得る装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そして、本発明にあっては、かかる課題解決のために、（ａ）浚渫作業によって揚上された浚渫泥を貯留して、所定含水率の原泥として調整する一方、その調整された原泥をポンプによって送出し得るように構成した原泥調整装置と、（ｂ）かかる原泥との反応のために、製紙スラッジ焼却灰を主成分とする凝集固化剤を、所定量において供給する凝集固化剤供給装置と、（ｃ）前記原泥調整装置から送出される原泥と前記凝集固化剤供給装置から供給される凝集固化剤とを混合して反応せしめ、フロックを形成させる反応槽と、（ｄ）該反応槽内の反応処理物を該反応槽より取り出し、互いに平行に配置された複数の回転軸にそれぞれ軸装された多数の楕円形状の回転板上に供給して、かかる回転板の回転方向に従って順次搬送しつつ固液分離を行ない、実質的に前記フロックからなる、含水率の低減された固形物を取り出す固液分離装置とを、備えていることを特徴とする浚渫土の処理装置を、その要旨とするものである。
【０００８】
なお、かかる本発明に従う浚渫土の処理装置の望ましい態様の一つによれば、前記原泥調整装置において、前記浚渫泥は、８５〜９５％の含水率の原泥として調整されることとなる。
【０００９】
また、本発明の他の望ましい態様に従えば、前記凝集固化剤供給装置により、前記凝集固化剤が、前記原泥の１リットル当り５〜５０ｇの割合となるように、前記反応槽に供給せしめられるようにされるのである。
【発明の効果】
【００１０】
このように、本発明に従う浚渫土の処理装置にあっては、揚上された浚渫泥が貯留される原泥調整装置において調整された、高水分率の原泥に対して、製紙スラッジ焼却灰を主成分とする特定の凝集固化剤を、反応槽において混合せしめて、反応させることにより、かかる原泥から、分離の容易な形態のフロックが効果的に生成せしめられることとなるのであり、以て、フロック（固相）と水分（液相）とからなる二相構造（固液混在）の反応処理物として、有利に形成せしめられ得るのである。
【００１１】
そして、そのような二相構造の反応処理物に対し、フィルタプレスや遠心分離機等の、大型の脱水機械を用いることなく、配列された多数の楕円形状の回転板の回転による搬送作用を利用した固液分離装置を用いて、そのような回転板上で、順次搬送せしめつつ、固液分離を行なうことにより、実質的にフロックからなる、含水率の低減された固形物を、効率的に取り出すことが出来るのであって、装置的にも、小型化が可能であり、また、連続的な固液分離が可能となるのである。要するに、かかる固液分離機構の採用によって、装置全体を有利にコンパクトと為し得、また、全ての機能を一つにまとめることが出来るところから、附属させる凝集タンク等の装置は全く必要でなく、そのために、作業スペースが制限された小スペースの場所において、大きな特徴が発揮され得るのである。
【００１２】
しかも、そのような本発明に従う浚渫土の処理装置によって取り出される、含水率の低減された固形物は、そのままでも、海域や水域において再利用が可能であり、例えば、アマモ等の藻類の基盤（培地）等として用いることにより、その発芽率を有利に高める等の特徴を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明することとする。
【００１４】
先ず、図１には、本発明に従う浚渫土の処理装置の代表的な一例が、概略的に示されている。そこにおいて、原泥貯留槽２と濾過液槽４とが、互いに独立した形態において併設されている。そして、かかる濾過液槽４上に、楕円形状の回転板の多数を用いた固液分離装置６が、設置されている一方、この固液分離装置６に対して、原泥から生じた反応処理物を交互に供給する二基の反応槽８、８が設けられ、更に、それぞれの反応槽８に凝集固化剤の所定量を供給する凝集固化剤供給機１０が、それぞれ設けられている。
【００１５】
より詳細には、原泥貯留槽２に対しては、内湾、港湾、河川、湖沼等の海底乃至は水底に堆積した堆積物である底質を、浚渫作業によって、一旦陸上に揚上して、得られる高含水率の浚渫土（泥）が、高濃度の浚渫泥にも対応し得るチューブポンプ等からなる供給ポンプ１２によって供給されて、貯留されるようになっている。そして、この原泥貯留槽２においては、原泥撹拌機１４が設けられており、この原泥撹拌機１４の撹拌作用によって、供給された浚渫泥が、均一化されるようになっている一方、所定の凝集固化剤との有効な反応のために、その含水率が一定の高含水率となるように、調整されるようになっているのであり、また、その調整された原泥は、モノフレックスポンプ等からなる原泥送出ポンプ１６によって、何れかの反応槽８に送出せしめられるようになっている。
【００１６】
そして、本発明にあっては、かかる原泥調整槽２において、そのような原泥の含水率が、有利には、８５〜９５％、特に８７〜９３％となるように調整されるのである。なお、原泥中の水分量が多くなり過ぎると、反応槽８内において形成されるフロックが小さくなり過ぎて、固液分離装置６における固液分離が困難となるからであり、また、原泥中の水分量が余りにも少なくなると、反応槽８において、凝集固化剤を加えたときに、全体的に軟らかなフロックとなったり、フロックが成長しない等のフロックの形成状況が悪く、この場合においても、固液分離装置６でのフロックの分離を有効に行ない得なくなる問題を惹起する。
【００１７】
このように、原泥貯留槽２においては、供給ポンプ１２によって供給された浚渫泥の含水率が、反応槽８においてフロックが最適な大きさにおいて形成されるように、調整されることとなるのであり、そのために、例示の装置においては、濾過液槽４内に返送ポンプ１８を設けて、固液分離装置６にて分離された液相成分である濾過液が、返送ポンプ１８によって、原泥貯留槽２内に供給されるようになっているのである。そして、このように、供給ポンプ１２によって供給された浚渫泥に対して、濾過液を混合せしめるようにすることにより、目的とする高含水率の原泥が、効果的に調整されることとなるのである。特に、この原泥の調整に、濾過液槽４内の濾過液を利用することによって、かかる濾過液槽４から放流される濾過液の最終的な排水量が、有利に削減され得るようになっている。
【００１８】
また、原泥送出ポンプ１６によって原泥貯留槽２から送出された原泥は、バルブの切換えによって、二基の反応槽８、８の何れかに導かれる一方、それぞれの反応槽８には、それぞれに対応する凝集固化剤供給機１０から、目的とする凝集固化剤の所定量が、それぞれ供給され、そして反応槽８に設けた撹拌機２０による撹拌作用によって均一に混合されて、原泥と凝集固化剤とが反応せしめられ、以て固液分離に有効な大きさのフロックが、形成されることとなるのである。
【００１９】
ところで、本発明にあっては、かかる凝集固化剤供給機１０から供給される凝集固化剤には、従来から固化剤としてよく知られている、製紙スラッジ焼却灰を主成分とするものが用いられ、例えば、特許第３２７４３７６号公報に明らかにされているように、そのような焼却灰を主成分とし、それに、石膏、シリカヒューム、アルミナ・ケイ酸塩を主体とする天然鉱物、アルカリ金属炭酸塩及び陰イオン界面活性剤を均一に配合して、Ｓｉ成分がＳｉＯ2 換算量で４５〜５５重量％、Ａｌ成分がＡｌ2Ｏ3換算量で２０〜３０重量％、Ｃａ成分がＣａＯ換算量で５〜１５重量％、及びＭｇ成分がＭｇＯ換算量で５〜１５重量％含有されているものや、特開２００２−３６３５６０号公報に明らかにされている如き、製紙スラッジの焼却灰１００重量部に対して、ポルトランドセメント７〜３０重量部、硫酸バンド３〜１０重量部、無水石膏０．７〜１０重量部、メタクリル酸エステル０．３〜５重量部、リグニンスルホン酸塩類０．０８〜０．５３重量部、ステアリン酸塩類０．０７〜０．４０重量部、トリポリリン酸ソーダ０．０４〜０．２７重量部、水酸化ナトリウム０．０１〜０．０６８重量部を混合してなるもの、更には、本発明者等が特願２００３−３７２８２４号において提案した、製紙スラッジの焼却灰：粉状のポルトランドセメント；並びにｐＨ調節剤、凝集剤、界面活性剤、吸水性強化剤及び分散剤から選択される少なくとも１種の機能性剤からなる粉状の中性無機固化剤とポリビニルアルコール系樹脂とを有効成分とする固化用組成物等を挙げることが出来る。また、そのような凝集固化剤は、「アクアリファイン」（株式会社片山化学工業研究所）等の商品名において、市販されており、本発明にあっては、そのような凝集固化剤が、何れも、採用可能である。
【００２０】
そして、このような凝集固化剤を、凝集固化剤供給機１０によって反応槽８内に供給するに際して、その供給量は、原泥貯留槽２から供給される原泥の供給量に応じて、適宜に決定されることとなるが、一般に、原泥の１リットル当り、５〜５０ｇ、好ましくは１０〜３０ｇ程度が、反応槽８に供給されることとなる。なお、この特定の凝集固化剤の供給量が、少なくなり過ぎると、フロックの形成が充分に行なわれ難くなる問題があり、また、その供給量が多くなり過ぎると、薬剤コストがかかり過ぎることに加えて、逆にフロックが形成され難くなる等の問題も内在しているのである。
【００２１】
そして、二基の反応槽８、８を用いて、それぞれ、含水率の調節された原泥と所定の凝集固化剤とが撹拌機２０によって均一に混合されて、反応せしめられることによって形成される、固液分離に適したフロックが、それぞれの反応槽８の下部に設けられたストップバルブ２２の切換えによって、流量調整弁２４を通じて、固液分離装置６に供給されるようになっている。なお、反応槽８内における原泥と凝集固化剤との反応に基づくところのフロックの形成は、一般に、数分以内において達成され、そのため、二基の反応槽８、８を用いて、それら反応槽８内に形成されたフロックを連続的に固液分離装置６に供給することが可能となるようになっている。
【００２２】
ところで、かかる反応槽８から供給されるフロック（固相）と水分（液相）とからなる反応処理物を固液分離する固液分離装置６は、互いに平行に配置された複数の回転軸にそれぞれ軸装された多数の楕円形状の回転板２６上に、反応処理物を供給して、かかる回転板２６の回転方向に従って順次搬送しつつ、その固液分離を行ない、実質的にフロックからなる、含水率の低減された固形物を外部に取り出すようにする一方、そのようなフロックから分離された水分は、回転板２６の間隙から下方に落下させて、濾過液槽４内に収容せしめ、必要に応じて、外部に放流されるようになっている。
【００２３】
より詳細には、固液分離装置６は、図２及び図３に示されているように、装置本体のフレーム２８に対して、複数の回転軸３０を水平面内において互いに平行に配列して、回転自在に軸支する一方、かかる回転軸３０には、多数の楕円形状の回転板２６が、所定間隔を隔てて軸装されていると共に、隣接する回転板２６、２６間には、図２において左右方向となるガイド面としての上面を有する案内部材３２が、配置されてなる構造とされている。そして、それぞれの回転軸３０を同一方向に回転させることにより、各軸に取り付けた回転板２６の上部周面によって形成される送り面側に投入された固液混在状態の反応処理物は、各列の回転板２６の周面に下方から持ち上げられながら、案内部材３２の上面に沿って、図２において右方向に搬送されることとなる。そして、反応処理物は、案内部材３２及び回転板２６の上面を移動する過程で、回転板２６、２６間の間隙内の回転板２６と案内部材３２との間の隙間及び隣接する回転板２６同士の周面間の間隙から、水、その他の液体成分を、下方に流出濾過せしめて、濾過液槽４内に導くようにする一方、案内部材３２上に補修される固形成分は、回転板２６の周面に送られながら、順次濾過脱水されて、含水率の減少された固形物として、固液分離装置６から取り出されるようになっているのである。
【００２４】
なお、このような固液分離装置６において、案内部材３２は、その上面が平滑なガイド面となるように構成されている一方、回転板２６の楕円の位相が、隣接する軸ごとに、順次９０度ずつずらして配置されており、これによって、回転板２６の回転中に、隣接する回転板２６の送り面が回転中に順次波形を形成しながら、送り方向に変動するように構成されている。また、装置本体のケーシングの上部には、先端にウェイト３４が取り付けられたアーム３６が軸３８により、上下陽動可能に軸止されてなる構造の圧搾装置４０が設けられており、この圧搾装置４０が回転板２６周面の上下方向への運動に追従して陽動せしめられ、以て、搬送される固形のフロック集合物を押圧して、更に、脱水を行い得るようになっている。
【００２５】
かくして、固液分離装置６から取り出された、実質的にフロックからなる固形物は、含水率が７０％以下、５０％程度まで低減されたものとなるのであり、また、その取り扱いも容易であって、有効利用が可能となるものである。特に、そのような固形物を与える浚渫泥は、通常１５〜１６％程度の有機物を含むものであるところから、かかる得られた固形物は、藻等の植物の基盤として、有利に用いられ得るものであって、その中でも、アマモの基盤（培地）として用いることにより、その発芽率を有利に高め得ることとなるのである。
【００２６】
このような構成の固液分離装置６を用いて、反応槽８からの固液混在状態にある反応処理物を固液分離することにより、用いられた凝集固化剤による望ましいフロック形態の形成に加えて、複数の回転板の配列による連続的な固液分離操作が、連続的に有効に行なわれ得ることとなるのであり、これによって、従来の如きフィルタプレスやデカンタによる遠心分離にての固液分離操作が全く不要となったのであり、装置的にも、装置全体がコンパクト化され、全ての機能が一つにまとまった構成の装置として、組み立てることが出来るのである。また、附属させる凝集タンク等の装置も必要ではなく、以て、作業スペースが制限された省スペースの場所でも、用いることが出来ることとなったのである。
【００２７】
従って、例えば、これまでは、浚渫事業の実施に際しては、広い作業スペースの確保のために、養殖いかだを移動させる必要があり、そのため、漁業関係者等に大きな負担が強いられているのであるが、本発明に係る浚渫土の処理装置を採用することによって、そのようないかだ移動の必要はなく、所望の場所において浚渫作業を行ない、そして、その揚上された浚渫土を処理することが出来ることとなったのである。
【００２８】
また、海底や水底の汚泥処理は、海域から陸域まで広い分野で行なわれてきており、その高含水率の汚泥水の脱水減容化は、大きなニーズとなっているのであるが、本発明は、それに充分に応え得るものである。本発明に係る浚渫土の処理装置は、内湾における養殖漁場の浚渫事業、港湾・航路浚渫事業、河川・湖沼等の浚渫事業等に利用することが出来、省エネルギー低コストの環境に優しい工法に適用されうるものとして、大きな貢献を為すものである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に従う浚渫土の処理装置の一例を示す概略説明図である。
【図２】図１に用いられている固液分離装置の概略説明図である。
【図３】図２におけるＡ−Ａ断面説明図である。
【符号の説明】
【００３０】
２  原泥貯留槽                          ４  濾過液槽
６  固液分離装置                        ８  反応槽
１０  凝集固化剤供給機                  １２  供給ポンプ
１４  原泥撹拌機                        １６  原泥送出ポンプ
１８  返送ポンプ                        ２０  撹拌機
２２  ストップバルブ                    ２４  流量調整弁
２６  回転板                            ２８  フレーム
３０  回転軸                            ３２  案内部材
３４  ウェイト                          ３６  アーム
３８  軸                                ４０  圧搾装置
【図１】
2006334518.tif 000003
【図２】
2006334518.tif 000004
【図３】
2006334518.tif 000005