(57)【要約】【課題】浚渫汚泥脱水・固化に関して、コンパクトな設置スペースで、高い脱水率を得る汚泥脱水設備を装備し、二次汚染を発生せず、良化物を得る。【解決手段】台船１上に、本発明による脱水設備、固化設備及び排水処理設備を設置する。脱水工程では、縦型スクリュー式遠心分離機３及び４を直列に配置する。汚泥は原液槽２から１次縦型スクリュー式遠心分離機３に供給される。１次縦型スクリュー式遠心分離機３から排出される１次スラッジは、２次縦型スクリュー式遠心分離機４に供給し、低含水率の２次スラッジを得る。２次スラッジは固化工程に送られる。固化工程では、混練機６で固化剤を添加し、撹拌混合し、成形機７でペレット等に成形され、良化物となる。１及び２次縦型スクリュー式遠心分離機から排出される排水は、排水処理工程に送られる。排水処理工程で排液は、排液槽７、沈降槽８、上澄液槽９を経て、ろ過機１０で処理し放流する。【選択図】　　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦型スクリュー式遠心分離機を直列に配置し、異物除去設備及び汚泥濃縮沈降設備等の前処理設備を設置せずに、コンパクトな設置スペースで、高い脱水率を得る汚泥脱水方法。
【請求項２】
台船等に請求項１に記載する脱水設備、固化設備及び排水処理設備を装備した台船式浚渫汚泥脱水・固化装置
【請求項３】
トラック等に請求項１に記載する脱水設備を装備した移動式汚泥脱水装置
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、河川、湖沼およびダム等の浚渫汚泥等の脱水方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、汚泥脱水で高い脱水率を得るには、真空ろ過機（オリバーフィルター等）、圧縮ろ過機（フィルタープレス等）及びバスケット型遠心分離機等のろ布を用いたろ布式脱水機が使用されている。ろ布式脱水機を使用する場合は、脱水の前処理として、ろ布を傷つける異物等を除去するために異物除去設備、及び効率的に脱水を行うために汚泥を沈降濃縮する汚泥沈降濃縮設備（沈降槽、シックナー等）の前処理設備の設置が必要である。汚泥沈降濃縮工程では、汚泥の沈降濃縮を促進させるため薬剤が添加され、ろ過脱水工程では脱水効率を上げるため石灰等のろ過助剤が添加される。前処理設備は、汚泥脱水プラント設置面積の約７０％を占める広い設置スペースが必要である。
【０００３】
湖沼及び河川の環境修復及び保全として主流をなしている湖沼及び河川等の浚渫作業の主要工程は、浚渫（湖底及び川底の堆積汚泥をポンプで吸引する、あるいはバケットで掬い上げる）→浚渫汚泥輸送（浚渫汚泥は通常含水比約８００％、すなはち含水率約９０％の状態でパイプ輸送する）→汚泥脱水（含水比約８００％の汚泥を脱水、あるいは脱水後固化する）である。
【０００４】
浚渫汚泥脱水プラントは浚渫現場近くの陸上に設置され、浚渫現場と浚渫汚泥脱水プラントはパイプラインによって接続される。浚渫汚泥は汚泥輸送ポンプによりパイプラインを通じて浚渫汚泥脱水プラントに送られ、処理されており、パイプラインの長さは数Ｋｍ（キロメートル）に及ぶケースもある。浚渫汚泥を数Ｋｍ送るための汚泥輸送ポンプの動力費がかかる。さらに、浚渫現場と浚渫汚泥脱水プラント間を接続するパイプラインのメンテナンスも必要となる。
【０００５】
浚渫汚泥脱水工程では、ろ布式脱水機が使用されており、前述
【０００２】の通りである。
【０００６】
浚渫汚泥の処理方法（公開番号特開平９−２９４９９９）で処理船式汚泥処理法が公開されているが、脱水方式は、従来の沈殿分離を設けた脱水方式であり、本発明の脱水方式とは異なる方法である。本発明の台船式浚渫汚泥脱水・固化装置は、従来法にある汚泥凝縮添加、曝気、汚泥砂・分離、沈殿等の工程は設けず、１次及び２次縦型スクリュー式遠心分離機で脱水する方式である。図１に本発明による台船式浚渫汚泥脱水・固化装置（台船プラント）フロー図を示す。図３に従来の浚渫汚泥の処理方法（特公開９−２９４９９９）フロー図を示す。
【０００７】
脱水（あるいは、脱水後固化）されたスラッジは、主として産業廃棄物として処分場に廃棄されるか、あるいは一部は埋め立て処分されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来、汚泥脱水で高い脱水率を得るには、ろ布を用いたろ布式脱水機が採用されている。ろ布式脱水機では、異物除去設備及び汚泥沈降濃縮設備等の前処理設備が必要である。前処理設備は、脱水プラント設置面積の約７０％を占め、広い設置スペースを必要とする。汚泥の沈降濃縮を促進させるため、薬剤が添加されるので、薬剤費がかかる。ろ過脱水では、石灰等のろ過助剤を添加するので脱水スラッジの量が増加し、脱水スラッジはべとつき、固まり易く取り扱いに手間がかかり不便である。
【０００９】
湖沼及び河川の環境修復及び保全として主流をなしている湖底及び河川等の浚渫作業では、浚渫汚泥脱水プラントは浚渫現場近くの陸上に設置され、浚渫汚泥は汚泥輸送ポンプによりパイプラインを通じて浚渫汚泥脱水プラントに送られ、処理されており、パイプラインの長さが数Ｋｍになるケースもある。浚渫汚泥を数Ｋｍ送るための汚泥輸送ポンプの動力費がかかり、パイプラインのメンテナンスも必要となる。
【００１０】
以上
【０００８】及び
【０００９】で述べた通り、従来の汚泥脱水は、前処理設備に広い設置スペースを必要とし、沈降濃縮を促進するため薬剤を添加するので薬剤費がかかり、ろ過脱水では石灰等のろ過助剤を添加するので脱水スラッジが増加する。更に、湖沼及び河川の浚渫汚泥脱水では、浚渫現場と浚渫汚泥脱水プラントが離れており、パイプラインで接続されているため、浚渫汚泥輸送ポンプの動力費がかかり、パイプラインのメンテナンスも必要であるという問題があった。本発明は、これらの欠点を解決するために発明されたものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明はろ布を使用しない縦型スクリュー式遠心分離機を採用し、高い脱水率を得る脱水方法を提供する。縦型スクリュー式遠心分離機２台を直列に配置し、汚泥の濃縮及び脱水を効率的に行う方法である。多種多様な異物等が混入している河川、湖沼及びダム等の浚渫汚泥を脱水する際に、細かい異物まで除去する異物除去設備及び汚泥沈降濃縮設備等の前処理設備を設置せず、高い脱水率を得ることができる方法である。
【００１２】
請求項２に記載する台船式浚渫汚泥脱水・固化装置（以下台船プラントと称す）の標準的なレイアウトを図２に示す。台船１上に請求項１の方法を採用した浚渫汚泥脱水設備、固化設備及び排水処理設備一式を設置する。脱水工程には、浚渫汚泥を受け入れる原液槽２、１次縦型スクリュー式遠心分離機３、２次縦型スクリュー式遠心分離機４、次いで固化工程には、混練機（ミキサー）５、成型機６を設置する。
【００１３】
排水処理工程には、排液槽７、沈降槽８、上澄液槽９、ろ過機１０を設置する。機器間は、樋及びパイプラインで接続し、液体は自然流下及びポンプにより送られる。付帯設備として、コンプレッサー１１、冷却水設備１２、動力用発電機１３、成形品置場１４及び管理棟１５が設置される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
湖沼及び河川の環境修復保全として、湖底及び河川等の浚渫を行う際に、浚渫現場直近の水面上に、本発明の台船プラントを移動し、設置する。浚渫汚泥は、二次汚染の発生を極力抑えた特殊バキューム装置で吸引され、台船１上に設置された原液槽２に供給される。脱水工程は、原液槽２で汚泥濃度を調整し、調整された汚泥は１次縦型スクリュー式遠心分離機３に供給され、一次排液と一次スラッジに分離される。一次排液は、排水処理工程に送られ処理される。一次スラッジは、２次縦型スクリュー式遠心分離機４に供給され、二次排液と二次スラッジに分離される。二次スラッジは固化工程の混練機（ミキサー）５に供給され、特殊固化剤を添加して、攪拌混合され、成型機６でペレット（あるいはブリケット、以下ペレット等と称す）に成型される。成型品は、規定の養生期間を経過すると安定した品質及び強度の良化物になる。二次排液は、排液槽７に貯留され、排水処理工程に送られる。
【００１５】
排水処理工程では、排液槽７に貯留された排液は、沈降槽８に送られる。沈降槽８で排液は沈降分離され、上澄液は上澄液槽９に送られ一旦貯水され、ろ過機１０に送られる。ろ過機１０でろ過されたろ過水は、規定の水質となり放流される。沈降槽８の沈降汚泥及び各貯留槽で発生する汚泥は、原液槽２に戻され循環処理される。
【００１６】
沈降槽８の沈降汚泥及び各貯留槽で発生する汚泥は、原液槽２に戻される。台船プラント内で発生する、槽からオーバーフローした水及び機器の洗浄水も台船上に設けられたピットに集められ、原液槽２に戻される。台船上から、未処理水が流出しない構造になっている。
【００１７】
【実施例】
実施例として、請求項２に記載する台船式浚渫汚泥脱水・固化装置（台船プラント）について説明する。湖沼及び河川の環境修復保全として、湖底及び河川等の浚渫を行う際に、浚渫現場直近の水面上に、本発明の台船プラントを移動し設置する。現在、国内で稼動している浚渫プラントの汚泥処理能力の最大のものは約２５０　／Ｈｒ（含水比８００％）程度である。これと同規模の台船プラントの大きさは、幅２０ｍ＊長３０ｍで、従来の設置面積の約３分の１である。台船プラントの標準レイアウトを図２に示す。
【００１８】
実際に、ある浚渫汚泥を縦型スクリュー式遠心分離機（実用新案登録第３０８７８４１号）を使用してテストした実施例を図１を参照して説明する。浚渫汚泥は、ポンプで吸引され、台船１上に設置した原液槽２に供給される。原液槽２で汚泥濃度を調整し、調整された汚泥は１次縦型スクリュー式遠心分離機３に供給される。１次縦型スクリュー式遠心分離機３に供給される浚渫汚泥は、テスト時ＳＳ値１００，０００ｐｐｍ（含水比約８００％）ＢＯＤ１８３ｐｐｍ、ＣＯＤ９，０４０ｐｐｍ。１次縦型スクリュー式遠心分離機３で分離され排出された一次排液はＳＳ値１８，０００ｐｐｍ、一次スラッジは含水率５８％。含水率５８％の一次スラッジは、２次縦型スクリュー式遠心分離機４に供給され、二次排液はＳＳ値１８ｐｐｍ、二次スラッジは含水率１８％。二次スラッジは、ベトつかずサラサラしており、取り扱いは容易であった。
【００１９】
１次縦型スクリュー式遠心分離機３から排出される一次排水（ＳＳ値１８，０００ｐｐｍ）は、排水処理工程に送られる。排水処理工程は、客先仕様に定められた排水基準を満足するように設計される。テスト時の排水処理は以下のような方式で実施された。一次排液は、排液槽７に送られ、一旦貯留され、沈降槽８に送られる。沈降槽８で一次排液は沈降分離され、上澄液（ＳＳ値１７ｐｐｍ）は上澄液槽９に送られ一旦貯水され、ろ過機１０に送られる。ろ過機１０でろ過されたろ過水は、ＳＳ値５ｐｐｍ、ＢＯＤ４ｐｐｍ、ＣＯＤ４．９ｐｐｍとなった。
【００２０】
縦型スクリュー式遠心分離機は、導入口径（フィード口径）以下の大きさの異物であれば受け入れ可能な構造を有しており、多種多様な汚泥処理が可能である。したがって、異物混入を防止するため、ごく簡単な導入口径の約２分１程度の篩目の篩を設置するだけで十分である。従来浚渫汚泥脱水工程で使用されているろ布式脱水機では設置が必要な異物除去設備及び汚泥沈降濃縮設備は本台船プラントには必要ない。したがって薬剤及びろ過助剤を添加しなくて良い。本台船プラントでは、縦型スクリュー式遠心分離機３及び４を使用し、濃縮及び脱水が効率的に行えるよう直列に配置している。縦型スクリュー式遠心分離機は、設置スペースが小さく、且つ振動が少なく安定した運転ができ、多種多様な汚泥を処理することができ、修理も容易な構造になっており、負荷の変動にも強い。シビアな作業環境の湖沼及び河川の浚渫汚泥処理に適している。
【００２１】
二次スラッジは、混練機５に供給され、特殊固化剤を添加して、攪拌・混合され、成型機６でペレット等に成型される。ペレット等は、養生が終わると搬送船に移載し指定場所に搬送される。２０年前に特殊固化剤を使用し成型したブリケットをサンプルとして回収して、分析及び強度テストを実施した。溶出テストでは全ての分析項目について定量下限値以下、強度については通常の岩石と同等程度という結果を得ている。したがって、成型品は浚渫改良後、湖沼及び河川に戻すことが可能である。道路基盤材、盛土材料としての利用も可能である。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されており、以下に記載されるような効果を有する。
【００２３】
ろ布を使用しない縦型スクリュー式遠心分離機を採用し、直列に配置することによって、従来のろ布式脱水機の場合には設置が必要な異物除去設備及び汚泥沈降濃縮設備等の前処理設備の設置が不要となる。薬剤の使用量は３分の１以下で薬剤費が安くなる。脱水時にろ過助剤を使用しないので、脱水スラッジの発生量が少なく、脱水スラッジはべとつかずサラサラしているので取り扱いが容易である。設置面積は、従来法の約３分の１と大幅に設置スペースが縮小される。ろ布を使用していないので、脱水中にろ布が破損して作業を中断するようなトラブルは発生しない。縦型スクリュー式遠心分離機は、アンカーボルト不要で据付が簡単、振動が少なく、多種多様な汚泥の脱水処理が可能で、安定した運転ができる。
【００２４】
台船プラントは、移動して浚渫現場直近に設置するので、汚泥を陸上の脱水プラントに送る必要がなく、汚泥輸送ポンプ動力費がかからない。且つ汚泥輸送に係る汚泥輸送パイプライン等のメンテナンスも必要ない。汚泥を輸送する必要がないので、二次汚染の心配がない。陸上設備を必要としないので、浚渫現場近くに陸上プラントを設置するスペースを確保することが困難な都市部市街地の湖沼及び河川の浚渫に適している。
【００２５】
固化成型したペレット等は、規定の養生期間を経過すれば溶出せず、岩石と同程度の強度を有する良化物となり、浚渫後の湖沼及び河川に戻すことが可能である。ペレット等は他所に運搬する場合は運搬しやすく、環境を汚染する恐れはない。道路基盤材あるいは盛土材料として使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】台船式浚渫汚泥脱水・固化装置（台船プラント）フロー図である。
【図２】台船式浚渫汚泥脱水・固化装置（台船プラント）レイアウト図である。
【図３】浚渫汚泥の処理方法（特開平９−２９４９９９）フロー図である。
【符号の説明】
１　台船
２　原液槽
３　１次縦型スクリュー式遠心分離機
４　２次縦型スクリュー式遠心分離機
５　混練機
６　成形機
７　排液槽
８　沈降槽
９　上澄液槽
１０　ろ過機
１１　コンプレッサー
１２　冷却水設備
１３　動力用発電機
１４　成形品置場
１５　管理棟
【図１】
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【図２】
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【図３】
2004122096.tif 000005