(57)【要約】【課題】電気浸透の作用が良好で、かつ抽出された土中水や脱水された残土の排出も容易で作業性に優れ、また、安全面でも問題がない含水土砂の脱水処理方法およびそれに用いられる脱水処理装置を提供する。【解決手段】前端部にホッパー２を有し、後端部に排土管７が接続されたスクリューコンベア１を備え、このスクリューコンベア１は、前記ホッパー２、排土管７と接続された絶縁製の外筒３と、この外筒３の内側において周隙９を少し配され、外周に多数の集水孔１０が形成されるとともに前記ホッパー２、排土管７と連通された内筒４と、この内筒４内に設けられた回転可能であって土砂を搬送可能なスクリュー６とを有し、このスクリュー６に直流電源装置２２の負極を接続し陰極とし、前記内筒４を正極と接続して陽極とし、かつ前記周隙９に真空ポンプと接続された真空引き管２８を接続した構成をしている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
含水土砂（２９）をスクリューコンベア（１）内に導入し、このスクリューコンベア（１）の回転可能な土砂搬送用のスクリュー（６）を電気浸透法の一方の電極とし、その外側に配置されたスクリューコンベア（１）の筒体側を他方の電極として導入された含水土砂（２９）に電気浸透を作用させ内部水を土中水（２９ａ）として抽出させ、陰極側に設けた集水口から排水を行うことを特徴とする含水土砂の脱水処理方法。
【請求項２】
請求項１記載において、スクリュー（６）側を陽極とし、その外周に配された筒体側を外筒（３）と多数の集水孔（１０）を有する内筒（４）との二重構造にし、この内筒（４）を陰極とし、土中水（２９ａ）を引き寄せ、外筒（３）と内筒（４）との周隙（９）内に真空脱水作用により土中水（２９ａ）を吸引して集水して脱水し、排水することを特徴とする含水土砂の脱水処理方法。
【請求項３】
請求項１記載において、筒体側を外筒（３）と内筒（４Ａ）との２重構造にし、この内筒（４Ａ）側を陽極とし、スクリュー（６Ａ）側を陰極とし、その回転軸（１２Ａ）に多数の集水孔（１２Ｂ）を形成するとともに内部を中空状にして真空脱水作用により土中水（２９ａ）を吸引して集水して脱水し、排水することを特徴とする含水土砂の脱水処理方法。
【請求項４】
前端に土砂の導入部を有し、後端に排土口を有するスクリューコンベア（１）を備え、このスクリューコンベア（１）は、回転可能な土砂搬送用のスクリュー（６）と、その外側に配置されたスクリューコンベア（１）の筒体を有し、
多数の集水孔（１０）を設けた陰極と、この集水孔（１０）と連接する排水口を有し、
このスクリュー（６）に直流電源装置（２２）の正極または負極を接続し陽極または陰極とし、前記筒体を負極または正極と接続して陰極または陽極としたことを特徴とする脱水処理用装置。
【請求項５】
前端に土砂の導入部を有し、後端に排土口を有するスクリューコンベア（１）を備え、このスクリューコンベア（１）は、絶縁性の外筒（３）と、この外筒（３）の内側において周隙（９）を介し配され、多数の集水孔（１０）が形成された内筒（４）と、この内筒（４）内に設けられた回転可能であって土砂を搬送可能なスクリュー（６）とを有し、
このスクリュー（６）に直流電源装置（２２）の正極を接続し陽極とし、前記内筒（４）を負極と接続して陰極とし、かつ前記周隙（９）に真空ポンプと接続された真空引き管（２８）を接続したことを特徴とする脱水処理装置。
【請求項６】
前端に土砂の導入部を有し、後端に排土口を有する土砂の導入部を有し、後端に排土口を有するスクリューコンベア（１Ａ）を備え、このスクリューコンベア（１Ａ）は、絶縁性の外筒（３）と、この外筒（３）の内側において周隙（９Ａ）を介し配された内筒（４Ａ）と、この内筒（４Ａ）内に設けられた回転可能であって土砂を搬送可能なスクリュー（６Ａ）とを有し、
このスクリュー（６Ａ）の回転軸（１２）は中空状をなし多数の集水孔（１２Ｂ）が形成され、内部の中空部の後端側は真空ポンプと接続された真空引き管（２８Ａ）が連結された集水室（３０）内に設けられているとともに、スクリュー（６Ａ）は直流電源装置（２２）の負極と接続され陰極をなし、かつその外側の前記内筒（４Ａ）は直流電源装置（２２）の正極と接続され陽極をなすことを特徴とする脱水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、含水土砂の脱水改質方法および装置に係り、詳しくはシールド工事・推進工事やケーソン工事等において発生する高含水状態の軟弱な土砂や、泥土圧シールドで発生するベントナイトや高分子吸水剤などが含まれた泥土状等の排土に含まれている水分を強制的に排出して改質する処理方法およびその脱水処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、建設汚泥の泥状土砂を改質するには、一般的には主にセメントや生石灰などによる固化処理方法が用いられている。
【０００３】
泥状土砂をセメントや生石灰などにより固化処理する従来の固化処理方法は、泥状土砂を産業廃棄物処理法の対象外である土砂に改質するためには、セメントや生石灰を大量に使用し、固化処理する必要があるという問題があった。
【０００４】
また、含水土砂から内部水を脱水する従来の脱水方法では、処理対象の土質が限定されるという問題があった。すなわち、砂、砂礫、シルトや粘土が混合した土砂の改質には、従来、効果的な脱水は行えない。
【０００５】
また、一般に、シールド工事等では道路上の一部を占有したり、借用したりして発進基地を設けるため、スペースの制約を受け、土砂貯留ホッパや土砂貯留土槽の数と大きさが制限されてしまい、所望の脱水処理を行えない場合がある。
【０００６】
また、シールド工事では、砂礫、砂、シルト、粘土があるが、全く均一な土質を対象として掘削することは稀である。すなわち、シールド工事では、種々の層を掘進するため、様々な土質が混合した土砂を掘削するので、これに対応できる土砂改質方法が要求される。
【０００７】
このようなことから、泥土圧シールド工事やニューマチックケーソン工事において排出される含水量の多い泥土状を呈する残土、シルトや粘度が多く含有していることによる含水比の高い軟弱な不透水性土、砂や砂礫にベントナイトや高分子吸水材が混合している汚泥のいずれをも脱水して改質し、その後の再処理費用の削減を図り、さらには汚泥の場合、強度を発現させ、資源として再利用または有効利用を図り得る脱水改質技術が望まれていた。
【０００８】
しかるに、最近、セメントや生石灰を使用するといった土質の改良とは概念を異にする電気浸透法を用いた土質の改良が提案されている。
【０００９】
この先行例としては、特開平６−２１０３００が存在する。
【００１０】
この先行技術は、ホッパー内に電気浸透用の棒状の電極を設けた構成とし、投入された泥漿等の被脱水物に直流電圧を印加し、必要に応じバイブレーターを併用し脱水するようにしている。
【００１１】
なお、このホッパーは軸により支持され、軸を中心に回動可能とし、ホッパーを回動、反転することにより被脱水物を落下させて取り出すようにしている。
【００１２】
また、ホッパーを一方の電極として用いることを提案している。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
この先行例では電極数が少なく、また、投入された土砂との接触面積が少ないため、電気浸透の作用が悪いという課題がある。
【００１４】
また、ホッパーをいちいち手動により軸を中心として回動、反転させ、投入された被脱水物を移動させ、かつ落下させて外部に取り出すため、作業者に肉体的苦痛を与え、かつ作業性が悪い、という課題がある。
【００１５】
さらに、ホッパー自体を電極として利用しており、絶縁処理についてはなんの配慮もなく、安全性に欠ける、という課題がある。
【００１６】
さらにまた、被脱水物から取り出した水分を外部に取り出す具体的な手段もなく、実用性に欠ける、という課題がある。
【００１７】
また、バイブレーターを併用する場合、電極をいためてしまうおそれがあり、また、その振動により騒音が生じ、環境面でも好ましくない、という課題がある。
【００１８】
この発明は上記のことに鑑み提案されたもので、その目的とするところは、電気浸透の作用が良好で、かつ抽出された土中水や脱水された残土の排出も容易で作業性に優れ、また、安全面でも問題がない含水土砂の脱水処理方法およびそれに用いられる脱水処理装置を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
この発明の脱水処理方法は、含水土砂２９をスクリューコンベア１内に導入し、このスクリューコンベア１の回転可能な土砂搬送用のスクリュー６を電気浸透法の一方の電極とし、その外側に配置されたスクリューコンベア１の筒体側を他方の電極として導入された含水土砂２９に電気浸透を作用させ内部水を土中水２９ａとして抽出させ、陰極側に設けた集水口から排水を行う構成とし、上記目的を達成している。
【００２０】
この場合、スクリュー６側を陽極とし、その外周に配された筒体側を外筒３と多数の集水孔１０を有する内筒４との二重構造にし、この内筒４を陰極とし、土中水２９ａを引き寄せ、外筒３と内筒４との周隙９内に真空脱水作用により土中水２９ａを吸引して集水して脱水するようにしている。
【００２１】
または、筒体側を外筒３と内筒４Ａとの２重構造にし、この内筒４Ａ側を陽極とし、スクリュー６Ａ側を陰極とし、その回転軸１２Ａの外周に多数の集水孔１２Ｂを形成するとともに内部を中空状にして真空脱水作用により土中水２９ａを吸引して集水するようにしている。
【００２２】
さらに、上記方法に用いられる脱水処理装置は、前端部に土砂の導入部を有し、後端に排土口を有するスクリューコンベア１を備え、このスクリューコンベア１は、回転可能な土砂運送用のスクリュー６と、その外側に配置されたスクリューコンベア１の筒体を有し、
多数の集水孔１０を設けた陰極と、この集水孔１０と連接する排水口を有し、
このスクリュー６に直流電源装置２２の正極または負極を接続し陽極または陰極とし、前記筒体を負極または正極と接続して陰極または陽極とした構成としている。
【００２３】
すなわち、前端に土砂の導入部を有し、後端に排土口を有するスクリューコンベア１を備え、このスクリューコンベア１は、絶縁性の外筒３と、この外筒３の内側において周隙９を介し配され、多数の集水孔１０が形成された内筒４と、この内筒４内に設けられた回転可能であって土砂を搬送可能なスクリュー６とを有し、
このスクリュー６に直流電源装置２２の正極を接続し陽極とし、前記内筒４を負極と接続して陰極とし、かつ前記周隙９に真空ポンプと接続された真空引き管２８を接続した構成としている。
【００２４】
または、前端に土砂の導入部を有し、後端に排土口を有する土砂の導入部を有し、後端に排土口を有するスクリューコンベア１Ａを備え、このスクリューコンベア１Ａは、絶縁性の外筒３と、この外筒３の内側において周隙９Ａを介し配された内筒４Ａと、この内筒４Ａ内に設けられた回転可能であって土砂を搬送可能なスクリュー６Ａとを有し、
このスクリュー６Ａの回転軸１２は中空状をなし多数の集水孔１２Ｂが形成され、内部の中空部の後端側は真空ポンプと接続された真空引き管２８Ａが連結された集水室３０内に設けられているとともに、スクリュー６Ａは直流電源装置２２の負極と接続され陰極をなし、かつその外側の前記内筒４Ａは直流電源装置２２の正極と接続され陽極をなす構成としている。
【００２５】
【発明の実施の形態】
この発明は、土砂ホッパー２の下部にスクリューコンベア１を設け、ホッパー２内に投入された含水土砂２９をスクリューコンベア１内に導入する。このスクリューコンベア１に電気浸透手段と真空脱水手段を設け、含水土砂２９を後方へ搬送する過程で、その内部水を抽出し、その土中水２９ａを脱水された土砂とは別ルートで集水して排水するものである。また、脱水土砂はスクリューコンベア１の後端部から排出する構成としている。
【００２６】
（実施例１）
図１〜図４は本発明の脱水処理装置の第１実施例を示すもので、図１は縦断側面図、図２，図３および図４は図１のＤ−Ｄ線，Ｅ−Ｅ線およびＦ−Ｆ線断面図である。
【００２７】
これら図１〜図４に示す第１実施例は脱水機能付き排土装置であって、前端部にホッパー２が設けられ，かつ回転可能なスクリューコンベア１と、このスクリューコンベア１に設けられた電気浸透法による脱水手段と、真空脱水法による脱水兼集水排出手段とを備えて構成されている。
【００２８】
すなわち、スクリューコンベア１は、含水土砂２９を投入可能なホッパー２と、このホッパー２が前端部上方に設けられた外筒３と、この外筒３の内側に設けられた内筒４と、脱水処理室５と、スクリュー６と、排土管７とを有している。
【００２９】
外筒３は、ポリエーテルイミド樹脂，ポリフェニレンサンファイド樹脂，ポリベンゾイミダゾール樹脂等、電気絶縁性でかつ機械的強度を持った材料で形成されている。前記外筒３の後端部には、集電室８が設けられている。
【００３０】
内筒４は、鉄，銅，アルミニウム，白金等、導電性でかつ機械的強度と耐久性とを持った材料により、外筒３の内周との間に周隙９を有する直径に形成されている。また、内筒４の周壁には所要の間隔をおいて多数の集水孔１０が設けられている。集水孔１０は、周隙９に連通している。さらに、内筒４は適宜の取り付け手段により外筒３に固定されている。
【００３１】
脱水処理室５は、内筒４の内部に形成されている。この脱水処理室５とホッパー２間には、土砂投入口１１が設けられている。
【００３２】
スクリュー６は、回転軸１２と、その外周に設けられたスクリュー翼１３とを有している。回転軸１２とスクリュー翼１３とは、鉄，銅，アルミニウム，白金等、導電性でかつ機械的強度と耐久性とを持った材料により形成されている。また、スクリュー６は脱水処理室５内に設置されている。さらに、スクリュー６は回転軸１２を、外筒３の両端部に設けられた軸受ハウジング１４ａ，１４ｂに組み付けられた軸受１５ａ，１５ｂに装着することによって、回転自在に支持されている。さらに、スクリュー６は回転軸１２を、カップリング１６を介して油圧モータの如き回転駆動源１７の駆動軸１８に連接することによって、回転駆動源１７に駆動連結されている。なお、軸受１５ａ，１５ｂは軸受ハウジング１４ａ，１４ｂに組み込まれたシール部材１９ａ，１９ｂによりシールされている。また、駆動軸１８は集電室８のエンドプレートに設けられた軸受２０により支持されている。
【００３３】
なお、カップリング１６の材質としては、外筒３と同様電気絶縁性でかつ機械的強度を持った材料でポリエーテルイミド樹脂，ポリフェニレンサンファイド樹脂，ポリベンゾイミダゾール樹脂等で形成されている。
【００３４】
排土管７は、外筒３の他方の端部の下方に取り付けられている。この排土管７と脱水処理室５間には、排土口２１が設けられている。
【００３５】
電気浸透法による脱水手段は、前記スクリュー６と、内筒４と、電位可変型の直流電源装置２２とを有している。
【００３６】
スクリュー６の回転軸１２における集電室８に配置されている端部には、スリップリング２３が取り付けられている。また、集電室８にはブラシホルダ２４が固定されており、このブラシホルダ２４にはブラシ２５が設けられている。スリップリング２３は、ブラシ２５に電気的に着接されている。そして、ブラシ２５は絶縁被覆された電線２６を介して直流電源装置２２の（＋）極に接続されている。かかる電気的接続により、スクリュー６は陽極として機能する。電線２６には、電圧計Ｖや電流計Ａが接続されている。
【００３７】
一方、内筒４は電線２６を介して直流電源装置２２の（−）極に接続されている。これにより、内筒４は陰極として機能する。
【００３８】
真空脱水法による脱水兼集水排出手段は、周壁に多数の集水孔１０が設けられている内筒４と、外筒３の内周と内筒４間の周隙９と、外筒３の他方の端部寄り下方に設けられた排水口２７と、真空ポンプ（図示せず）と、排水口２７と真空ポンプとを結ぶ真空引き管２８とを有している。なお、周隙９にはストレーナとしての機能を付与している。これによって真空ポンプ側に微細な土粒子が侵入することはない。ストレーナの材質としては、例えば炭素繊維、編組線、ミズゴケ、シュロなどの繊維体や砂利等を使用する。
【００３９】
前述のごとく構成した上記脱水機能付き排土装置からなる脱水処理装置に基づく本発明の脱水処理方法を説明する。
【００４０】
まず、ホッパー２から、処理すべき含水土砂２９を投入し、回転駆動源１７と直流電源装置２２と真空ポンプとを駆動させる。
【００４１】
前記ホッパー２から投入された含水土砂２９は、土砂投入口１１を介して脱水処理室５に収容される。
【００４２】
回転駆動源１７を駆動させると、駆動軸１８および回転軸１２を介してスクリュー６が回転駆動され、このスクリュー６の搬送作用により、脱水処理室５内の含水土砂２９が、脱水処理室５の一方の端部である土砂投入口１１側から他方の端部である排土口２１側に搬送され、移動する。
【００４３】
前記直流電源装置２２を駆動させると、スクリュー６および内筒４に通電され、スクリュー６が陽極として作用し、内筒４が陰極として作用する。その結果、含水土砂２９が脱水処理室５を移動中に、電気浸透作用により含水土砂２９中の内部水が土中水２９ａとして抽出され、その土中水２９ａは陽極側から陰極側へ、つまりスクリュー６側から内筒４側へ移動する。
【００４４】
電気浸透作用により土中を流れる水量Ｑは次式で求められる。
Ｑ＝Ｋｅ×ｉｅ×Ａ
ここで、Ｋｅ：電気浸透透水係数  ５×１０−５
ｉｅ：電位勾配  Ｖｏｌｔ／ｃｍ
Ａ：陽極と陰極間の浸透面積
【００４５】
上式から電気浸透作用は電位が関係することがわかる。
【００４６】
この実施例では電気浸透法による脱水時、スクリュー翼１３と内筒４間の離隔距離が、図１に示すように、距離Ｘ１＜Ｘ２＜Ｘ３のように繰り返し変動する。その結果、陽極と陰極間の電位差（ｖ／ｃｍ）が変動する。これにより、様々な性状の土砂が混在したものであっても、脱水し、改質処理することが可能である。
【００４７】
なお、脱水が進行すると含水土砂２９ａ中の水分が低減したり、土砂に亀裂が生じるので、電流値が減少し脱水効果が低減する。しかし、スクリューコンベアには土砂の充填効果があるため、脱水が進行して亀裂が発生しようとしても充填効果により亀裂が発生せず高い脱水効率が得られる。また、予めサンプルによる通電試験を行い、電気浸透作用における脱水進行と電流値を確認しておく。そして、含水土砂２９の脱水処理中に電流計Ａによる電流値を計測し、改質状況を把握しながら脱水処理を行うと良い。
【００４８】
また、必要に応じ脱水処理室５内の適宜の位置に、密度・水分計（図示せず）を設けておけば、これらによってリアルタイムで適切な土管管理を行うことができる。
【００４９】
含水土砂２９から抽出された土中水２９ａは上記電気浸透作用と自重により、内筒４に設けられた多数の集水孔１０から排水経路兼ストレーナとしても機能する周隙９側に集水される。
【００５０】
他方、真空ポンプ（図示せず）を駆動させると、真空引き管２８、排水口２７、周隙９および多数の集水孔１０を介して脱水処理室５内が真空引きされ、負圧となる。その結果、真空脱水作用により含水土砂２９中の土中水２９ａが脱水され、その土中水２９ａも集水孔１０を通って周隙９に集水される。
【００５１】
ところで、前述の真空引きにより、特に陰極である内筒４の周辺を強力に真空引きすると好ましい。一方、電気浸透作用により、土中水２９ａが陽極であるスクリュー６から陰極である内筒４に向かって流れる。また、土中水２９ａは自重により、スクリュー６から内筒４の下部側に向って流れる。したがって、脱水処理室５を真空引きし、特に内筒４の周辺を強力に負圧にすることによって、電気浸透作用による脱水と、自重による土中水２９ａの移動を促進し、より一層効果的に土中水２９ａを脱水し、含水土砂２９を改質することができる。
【００５２】
ところで、砂や砂礫の砂質土に対しては、真空脱水法を適用できるが、電気浸透法は効果が小さい。一方、シルトや粘土などの粘性土に対しては電気浸透法が有効であるが、真空脱水法は効果が小さい。
【００５３】
この点、この実施例では、前述のように、電気浸透法と真空脱水法とを併用し、電気浸透作用と真空脱水作用の相乗作用により、砂や砂礫土が優勢な場合であってもバキューム作用により含水土砂２９中の水分の脱水を行うことができる。粘性土は電気浸透法により含水土砂３４の内部水を抽出して脱水でき、いかなる性状の土砂をも容易に脱水し、改質することができる。
【００５４】
脱水処理室５内の含水土砂２９の脱水処理が進み、含水土砂２９が減少したときは、ホッパー２を介して新たに含水土砂２９ａを補充し、連続的に脱水処理する。
【００５５】
スクリュー６は脱水状態に応じ回転させることが好ましい。含水土砂６の含水状態が設定値に達したとき、各電極への通電を停止させる。また、真空ポンプを停止させる。
【００５６】
脱水し改質された土砂は、脱水処理室５の他方の端部に設けられた排土口２１から排土管７を経て、待機中の運搬車（図示せず）に積み込まれ、排土される。
【００５７】
ストレーナとして機能する周隙９に集められた土中水２９ａは、排水口２７、真空引き管２８および真空ポンプを経て貯水槽等に貯留され、かつ適宜後方の濁水処理設備（図示せず）により所定の処理が行われた後、排水される。
【００５８】
以上説明したように、この第１実施例によれば、電気浸透作用、真空脱水作用およびスクリューコンベア１の搬送作用により、いかなる性状の土砂をも連続的に脱水し、能率よく改質処理することができる。
【００５９】
特に、この第１実施例によれば陽極であるスクリュー翼１３と陰極である内管４間の離隔距離Ｘ１＜Ｘ２＜Ｘ３のように繰り返し変動し、これにより陽極と陰極間の電位差が変動するので、様々な性状の土砂が混在したものであっても、脱水し、改質処理することができる。
【００６０】
また、真空脱水作用により電気浸透作用による脱水、自重による土中水２９ａの移動が促進されるので、より一層効果的に脱水することができる。
【００６１】
しかも、単一の装置でいかなる性状の土砂にも対応できるので、色々な性状の土砂を小型の装置で脱水し改質処理することができる。
【００６２】
なお、上記実施例において、スクリューコンベア１を適宜な勾配を設けて設置するか、または垂直に設置することにより、電気浸透作用により陰極に集水した土中水２９ａを自重にて排出し脱水することも可能である。この場合の排水口は下端部に設けることが好適である。
【００６３】
（実施例２）
図５は本発明の脱水処理装置の第２実施例を示す縦断側面図である。図１等に示した前述の実施例では、スクリュー側６を陽極とし、その外側の内筒４側を陰極とし、内筒４の外側に設けた周隙９を少し集水・排水するようにしていたのに対し、図５に示すこの第２実施例では、スクリュー側６Ａを陰極とし、かつ集水・排水機能をもたせたことに特徴を有している。
【００６４】
この図５に示す第２実施例の装置も、スクリューコンベア１Ａと、電気浸透法による脱水手段と、真空脱水法による脱水兼集水排出手段とを備えて構成されている。
【００６５】
スクリューコンベア１Ａは、外筒３と、内筒４Ａと、ホッパー２と、脱水処理室５Ａと、スクリュー６Ａと、排土管７とを有している。
【００６６】
外筒３の他方の端部内に、集水室３０と、集電室３１とが設けられている。
【００６７】
内筒４Ａは、導電性でかつ機械的強度と耐久性とを持った材料により形成されている。また、内筒４Ａは前記外筒３の内周との間に周隙９Ａを有して外筒３の内部に固定されている。
【００６８】
脱水処理室５Ａは、前記内筒４Ａの内部に形成されている。この脱水処理室５Ａとホッパー２間には、土砂投入口１１が設けられている。
【００６９】
スクリュー６Ａは、回転軸１２Ａと、その外周に設けられたスクリュー翼１３とを有している。回転軸１２Ａとスクリュー翼１３とは、導電性でかつ機械的強度と耐久性とを持った材料により形成されている。回転軸１２Ａは、中空に形成されている。この回転軸１２Ａにおける脱水処理室５Ａに配置されている部分の周壁には、所要の間隔をおいて多数の集水孔１２Ｂが設けられており、集水室３０に配置されている部分の周壁には、所要の間隔をおいて複数の排水孔３２が設けられている。また、スクリュー６Ａは脱水処理室５Ａ内に設置されている。さらに、スクリュー６Ａは回転軸１２を、外筒３の一方の端部に設けられた軸受ハウジング１４ａに組みつけられた軸受１５ａと、外筒３の他方の端部側における脱水処理室５Ａと集水室３０間の隔壁に設けられた軸受ハウジング１４ｃに組みつけられた軸受１５ｃと、集水室３０と集電室３１間の隔壁に設けられた軸受ハウジング１４ｄに組み付けられた軸受１５ｄに装着することによって、回転自在に支持されている。さらに、スクリュー６Ａはカップリング１６を介して回転駆動源１７の駆動軸１８に連接することによって、回転駆動源１７に駆動連結されている。なお、軸受１５ａ，１５ｃ，１５ｄは軸受ハウジング１４ａ，１４ｃ，１４ｄに組み込まれたシール部材１９ａ，１９ｃ，１９ｄによりシールされている。
【００７０】
排土管７は、外筒３の他方の端部側に取り付けられている。この排土管７と脱水処理室５Ａ間には、排土口２１が設けられている。
【００７１】
電気浸透法による脱水手段は、前記内筒４Ａと、スクリュー６Ａと、電位可変型の直流電源装置２２とを有している。
【００７２】
内筒４Ａは、電線２６により前記直流電源装置２２の（＋）極に接続されている。したがって、前記内筒４Ａは陽極として機能する。
【００７３】
一方、スクリュー６Ａの回転軸１２Ａは、集電室３１内においてこの回転軸１２Ａに取り付けられたスリップリング２３と、集電室３１内に固定されたブラシホルダ２４に設けられたブラシ２５との電気的な着接、およびブラシ２５に結ばれた電線２６を介して直流電源装置２２の（−）極に接続されている。これにより、スクリュー６Ａは陰極として機能する。
【００７４】
真空脱水法による脱水兼集水排出手段は、多数の集水孔１２Ｂと複数の排水孔３２とを有する中空の回転軸１２Ａと、集水室３０と、真空引き管２８Ａと、真空ポンプ（図示せず）とを有している。そして、真空ポンプを駆動させるに伴い、真空引き管２８Ａ、集水室３０、排水孔３２、回転軸１２Ａの内部および集水孔１２Ｂを介して真空引きしかつ集水を排出し得るように構成されている。
【００７５】
以上のように構成した第２実施例の脱水改質装置においても、使用にあたっては、まず、ホッパー２から処理すべき含水土砂２９を投入し、ついで、回転駆動源１７と直流電源装置２２と真空ポンプとを駆動させる。
【００７６】
前記ホッパー２から投入された含水土砂２９は、土砂投入口１１を介して脱水処理室５Ａに収容される。
【００７７】
回転駆動源１７を駆動させると、駆動軸１８および回転軸１２Ａを介してスクリュー６Ａが回転駆動され、このスクリュー６Ａの搬送作用により脱水処理室５Ａ内の含水土砂２９が、脱水処理室５Ａの前端部である土砂投入口１１側から後端部の排土口２１側に搬送され、移動する。
【００７８】
直流電源装置２２を駆動させると、内筒４Ａおよびスクリュー６Ａに通電され、内筒４Ａが陽極として作用し、スクリュー６Ａが陰極として作用する。その結果、含水土砂２９が脱水処理室５Ａを移動中に、電気浸透作用により含水土砂２９中の内部水が抽出され、その土中水２９ａは陽極側から陰極側へ、すなわち内筒４Ａ側からスクリュー６Ａ側に移動する。
【００７９】
この電気浸透法による脱水時、この第２実施例においても、内筒４Ａとスクリュー翼１３間の離隔距離が、距離Ｘ１＜Ｘ２＜Ｘ３のように繰り返し変動し、これにより陽極と陰極間の電位差も変動する。したがって、この第２実施例においても、様々な性状の土砂が混ざり合ったものであっても、脱水し、改質処理することができる。
【００８０】
また、土中水２９ａは電気浸透作用と自重により、内筒４Ａ側からスクリュー６Ａの回転軸１２Ａ側に移動し、回転軸１２Ａに設けられた多数の集水孔１２Ｂ、回転軸１２Ａの内部、同回転軸１２Ａに設けられた複数の排水孔３２を経て集水室３０に集水される。
【００８１】
そして、真空ポンプを駆動させると、真空引き管２８Ａ、集水室３０、回転軸１２Ａに設けられた複数の排水口３２、回転軸１２Ａの内部、回転軸１２Ａに設けられた多数の集水孔１２Ｂを介して脱水処理室５Ａ内に真空引きされ、負圧となる。その結果、真空脱水作用により含水土砂２９の内部水が脱水され、その土中水２９ａも多数の集水孔１２Ｂ、回転軸１２Ａの内部、複数の排水孔３２を介して集水室３０に集水される。
【００８２】
ここで、脱水処理室５Ａ内を真空引きすると、特に陰極であるスクリュー６Ａの回転軸１２Ａの周りが強力に負圧となる。その結果、この第２実施例においても、電気浸透作用による脱水、自重による土中水２９ａの移動が促進され、より一層効果的に脱水される。
【００８３】
含水土砂２９の脱水処理が進むと、水分がなくなるため、含水土砂２９の容量が減少する。そのときは、再びホッパー２から脱水処理室５Ａ内に含水土砂２９を投入し、補充して行く。
【００８４】
脱水され改質された土砂は，脱水処理室５Ａの後端部側に設けられた排土口２１、これに連通された排土管７を介して脱水処理室５Ａから取り出され、運搬車に積み込まれ、その運搬車で運ばれて排土される。
【００８５】
前述のごとく集水室３０に集められた土中水２９ａは、真空引き管２８Ａおよび真空ポンプを経て貯水槽等に貯留され、必要とされる適宜の処理が加えられた後、排水される。
【００８６】
なお、中空の回転軸１２Ａの内部に、メッシュやフェルト等の濾材を詰め、回転軸１２Ａの内部にストレーナとしての働きをもたせ、真空ポンプを保護するようにしても良い。
【００８７】
この第２実施例における他の構成、作用については、前記第２実施例と同様である。
【００８８】
【発明の効果】
請求項１記載の本発明の脱水処理方法によれば、投入された含水土砂２９を土砂搬送用のスクリューコンベア１内に充填し、後方へ搬送することができ、先行例に比べ作業性が良く、かつこのスクリューコンベア１に設けた電気浸透手段と真空脱水手段とを介し土砂搬送過程で含水土砂２９の脱水を容易に行うことができ、両手段を備えているため、土砂の性状を問わず脱水処理に対応できる。
【００８９】
請求項２記載によれば、スクリューコンベア１の外筒３の内側に設けた内筒４を土中水２９ａを引き寄せる陰極とし、この内筒４と外筒３との間に周隙９を設け、かつ円筒４に形成した集水孔１０を介して土中水２９ａを周隙９内に集水するようにし、この場合、周隙９はバキューム作用を付与し、速やかに集水でき、周隙９を集水兼排水路としているため、効率良く土砂の脱水・集水・排水処理等を行うことができる。
【００９０】
請求項３記載によれば、スクリュー６Ａ側を土中水２９ａを引き寄せる陰極とし、かつその回転軸１２Ａを中空状にし、その外周に形成した集水孔１２Ｂを介して内部に土中水２９ａを集水するようにし、この場合、回転軸１２Ａにバキューム作用を付与し、速やかに集水できるようにし、スクリューコンベア１内の中央軸方向に設けられた回転軸１２Ａを集水兼排水経路としているため、効率良く土砂の脱水・集水・排水等を行うことができる。
【００９１】
請求項４記載の脱水処理装置によれば、上記請求項１と同等の作用効果を得ることができ、しかも電気浸透法による脱水機能と、真空脱水法による脱水兼集水排出機能の両方を備えているので、含水土砂２９の性状に対応する種々の装置を連ねる必要がなく、省スペース化を図ることができ、かつ電気浸透手段、真空脱水手段の部材を土砂排出装置の構成部材の一部を利用して構成しているため、製作費を抑えることができ、かつ装置の大型化を防止することができる。
【００９２】
また、スクリューコンベア１の構成部材である筒体や、その内部において軸方向に沿って延びるスクリューを電極とし、内部に取り込まれ、搬送されていく含水土砂２９との接触性が良いため、電気浸透作用を良好に作用させることができる。
【００９３】
また、請求項５、６記載の脱水処理装置においても、上記請求項４記載の装置と同様の効果を得ることができる。
【００９４】
さらに、本発明の装置ではスクリューコンベア１の外筒３を絶縁性のものとしているため、作業員の安全を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の脱水処理装置の第１実施例を示す縦断側面図である。
【図２】図１中のＤ−Ｄ線断面図である。
【図３】図１中のＥ−Ｅ線断面図である。
【図４】図１中のＦ−Ｆ線断面図である。
【図５】本発明の脱水処理装置の第２実施例を示す縦断側面図である。
【符号の説明】
１、１Ａ  スクリューコンベア
２  ホッパー
３  外筒
４、４Ａ  内筒
５、５Ａ  脱水処理室
６、６Ａ  スクリュー
７  排土管
８  集電室
９、９Ａ  周隙
１０、１２Ｂ  集水孔
１１  土砂投入口
１２、１２Ａ  回転軸
１３  スクリュー翼
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ  軸受ハウジング
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ  軸受
１６  カップリング
１７  回転駆動源
１８  駆動軸
１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ  シール部材
２０  軸受
２１  排土口
２２  直流電源装置
２３  スリップリング
２４  ブラシホルダ
２５  ブラシ
２６  電線
２７  排水口
２８、２８Ａ  真空引き管
２９  含水土砂
２９ａ  土中水
３０  集水室
３１  集電室
３２  排水孔
【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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