(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
浚渫ポンプによって水と共に吸い上げられた低濃度スラリーＡから塵及び石塊を含む介在物を選別除去する選別手段と、該選別手段で前記介在物が選別除去された低濃度スラリーＢから更に砂を回収する砂分離回収槽と、前記砂分離回収槽によって砂が回収された低濃度スラリーＣを溜めて該低濃度スラリーＣの固形分濃度を増大するスラリー濃縮槽と、該スラリー濃縮槽によって濃縮されたスラリーを脱水してケーキを製造する高圧フィルタープレスを有する低濃度スラリーの脱水処理設備において、
前記スラリ濃縮槽に送られる低濃度スラリーＣの配管途中には凝縮剤の添加装置を備えると共に、前記スラリー濃縮槽に、前記低濃度スラリーＣを濃縮する連続脱水処理装置を備え、しかも、前記濃縮されたスラリーを前記高圧フィルタープレスに圧送する前に、該濃縮されたスラリーを攪拌するスラリー貯槽を設け、該スラリー貯槽に給水手段を設けて、該濃縮されたスラリーを希釈して前記スラリー濃縮槽に返送することを特徴とする低濃度スラリーの脱水処理設備。
【請求項２】
請求項１記載の低濃度スラリーの脱水処理設備において、前記連続脱水処理装置は、遠心分離装置、ベルトプレス装置、スクリュー式脱水装置、液体サイクロン装置のいずれか一つを用いることを特徴とする低濃度スラリーの脱水処理設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、河川や湖沼、ダム、港湾等の浚渫した残土等の水分及び介在物を多量に含む低濃度スラリーを処理する低濃度スラリーの脱水処理設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、河川や湖沼、ダム、港湾等の浚渫した土、建設工事で発生する残土は、水を多量に含み、しかも、塵や石塊、大粒の砂等の介在物が混在しているため、図３に示すような浚渫残土の脱水処理設備Ａを用いて処理が行われている。
脱水処理設備Ａでは、船５１に設けた浚渫ポンプ５２によって、底部の土（残土）を浚渫土として吸引し、吸い上げられた浚渫土から、外周に網目を備えた筒状体からなるトロンメル５３を回転させることで、浚渫土に混在した塵や石塊、大粒の砂等の介在物が分離される。この介在物は、ベルトコンベア５４により系外に搬送して除去する。
更に、介在物を除去した後の浚渫残液は、砂分回収槽５６に、一旦貯留され、砂分回収機５７によって砂が回収される。砂の回収が終了した後の土分を含む原液（低濃度スラリー）５５は、ポンプ５８により、攪拌装置５９を備えた貯泥槽６０に送られ、原液中の固形分濃度が６重量％程度となるように処理される。
この原液５５は、ポンプ６１を作動して、シックナー６２に送られ、塩化カルシウム、高分子凝集剤等の凝集剤６３がシックナー６２内の原液に添加され、シックナー６２内の浮遊している微細粒を凝集して沈降させ、原液中の固形分濃度が１５重量％程度に高められた濃縮原液（濃縮スラリー）５５ａをシックナー６２の下部に設けた排泥ポンプ６４から排出し、攪拌装置６５を備えた貯泥槽６６に貯泥する。そして、濃縮原液５５ａは、貯泥槽６６から高圧ポンプ６７で、吸引され、高圧フィルタープレス６８に圧送され、脱水が行われる。
【０００３】
しかし、前記した従来の処理方法は、原液をシックナー６２に送り、シックナー６２を用いて、原液中の固形分濃度を高めた濃縮原液にするため、シックナー６２の設置場所を要し、処理装置として広い場所が必要になり、場所に制約が有る場合では、処理が行い難い。
更に、原液の性状が変化する場合、性状の変化に応じた凝集剤添加やシックナー６２への原液の流入量の調整等が必要であり、操作が難しくなり、固形分濃度が高位に安定した濃縮原液を得ることが困難である。
この対策として、特開平８−２５７３１７号公報に記載されているように、浚渫工事の浚渫土を脱水処理する際、浚渫土に含まれる介在物（挟雑物）や石塊を振動篩、あるいはトロンメルとスパイラル分級機を用いて大きさ毎に分離回収して、介在物や石塊等を除いた後の水を多量に含む残浚渫土を中継機能を有する中継槽にいれ、高圧ポンプで原液として高圧フィルタープレス６８に圧送して脱水し、分離した石塊や砂等を建材に転用し、さらに、脱水したケーキの低水分化を図る方法が行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平８−２５７３１７号公報に記載された方法では、浚渫土を振動篩、あるいはトロンメルとスパイラル分級機を用いて、多段に処理するので設置スペースが広くなる。しかも、介在物や石塊、砂等を分離した後の細粒土を含む原液は、原液の中継機能を有する中継槽に入れるため、濃縮そのものが期待できず、原液中の固形分濃度が５〜７重量％程度に低くなり、固形分濃度を高位に安定させることができない。
更に、原液の性状が変化するため、中継槽での原液中の固形分濃度の変動を招き、脱水効率が不安定になって、脱水後のケーキの含有水分量が変動し、埋め立て材等への有効利用が阻害される。
また、浚渫土に、塩分が含まれる場合では、塩分濃度の希釈が行えないため、脱水後のケーキの有効利用に障害を招く等の問題がある。
【０００５】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、設置スペースを狭くし、高濃度の固形分を安定して得ることができ、高圧フィルタープレスの脱水効率を向上し、ケーキの水分含有量を低減し、ケーキに含まれる有害成分を除去することができる低濃度スラリーの脱水処理設備を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う本発明の低濃度スラリーの脱水処理設備は、浚渫ポンプによって水と共に吸い上げられた低濃度スラリーＡから塵及び石塊を含む介在物を選別除去する選別手段と、該選別手段で前記介在物が選別除去された低濃度スラリーＢから更に砂を回収する砂分離回収槽と、前記砂分離回収槽によって砂が回収された低濃度スラリーＣを溜めて該低濃度スラリーＣの固形分濃度を増大するスラリー濃縮槽と、該スラリー濃縮槽によって濃縮されたスラリーを脱水してケーキを製造する高圧フィルタープレスを有する低濃度スラリーの脱水処理設備において、
前記スラリ濃縮槽に送られる低濃度スラリーＣの配管途中には凝縮剤の添加装置を備えると共に、前記スラリー濃縮槽に、前記低濃度スラリーＣを濃縮する連続脱水処理装置を備え、しかも、前記濃縮されたスラリーを前記高圧フィルタープレスに圧送する前に、該濃縮されたスラリーを攪拌するスラリー貯槽を設け、該スラリー貯槽に給水手段を設けて、該濃縮されたスラリーを希釈して前記スラリー濃縮槽に返送する。
これにより、シックナー等の設置スペースを要する装置を用いることなく、原液中の固形分濃度を高めて容易に濃縮スラリーを得ることができ、高圧フィルタープレスの脱水効率が向上し、ケーキの水分含有量を低減することができる。
【０００７】
ここで、前記連続脱水処理装置には、遠心分離装置、ベルトプレス装置、スクリュー式脱水装置、液体サイクロン装置のいずれか一つを用いることができる。
これにより、装置の設置スペースを狭くし、原液の固形分濃度を高めることができ、高圧フィルタープレスによる脱水作業を安定させることができる。
【０００８】
なお、本発明に係る脱水処理設備は、前記濃縮されたスラリーを前記高圧フィルタープレスに圧送する前に該濃縮されたスラリーを攪拌するスラリー貯槽を設け、該スラリー貯槽に給水手段を設けて、該濃縮されたスラリーを希釈して前記スラリー濃縮槽に返送しているので、連続脱水処理装置とスラリー貯槽との間に、濃縮スラリーの循環ラインを形成し、添加する水を最小限にして、原液を濃縮した濃縮スラリーに含まれる塩分等の有害成分を希釈することができ、脱水後のケーキに含まれる有害成分を低減し、埋め立て材や土木用資源として有効活用が可能になる。
更に、有害成分を希釈する装置を含めた全体の設備をコンパクトにでき、設備のランニングコストを節約することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１は本発明の第１の実施の形態に係る低濃度スラリーの脱水処理設備の全体図、図２は本発明の第２の実施の形態に係る低濃度スラリーの脱水処理設備の全体図である。
図１に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る低濃度スラリーの脱水処理設備１０は、河川や湖沼、ダム、港湾等の浚渫する浚渫ポンプ１１及び浚渫ポンプ１１に連通した浚渫土の送給管１２を取付けた浚渫船１３と、送給管１２から送給された浚渫土から塵や石塊、大粒の砂等の介在物を分離する選別手段の一例であるトロンメル１５と、トロンメル１５から落下した介在物を搬送するベルトコンベア１４を設けており、更に、介在物が除去された後の浚渫土から砂を回収する砂分離回収機１６を内部に取付けた砂分離回収槽１７と、砂分離回収槽１７からオーバーフローした泥水を一旦貯水するポンプ槽１８及びポンプ槽１８に貯められた泥水を原液（低濃度スラリー）として送給するポンプ１９を設け、送泥配管２０の途中に凝集剤の添加装置２１を有している。
更に、凝集剤を添加した原液中の固形分濃度を増大する連続脱水処理装置の一例であるスクリュー式脱水装置（スパイラル式脱水装置）２２を内設したスラリー濃縮槽２３を設けており、この濃縮された濃縮原液（濃縮スラリー）を一旦溜め、攪拌羽根で槽内を攪拌する攪拌機２４を取付けた貯泥槽２５と、この貯泥槽２５に設けられたポンプ２８と、ポンプ２８から送られた濃縮原液を溜める攪拌機２６を取付けたスラリー貯槽２７と、スラリー貯槽２７から高圧フイルタープレス２９に濃縮スラリーを圧送するポンプの一例である高圧ポンプ３０を備えている。
なお、符号３１はスラリー濃縮槽２３からの固形物を除去した排水の排水管であり、符号３２は高圧フィルタープレス２９の脱水で発生した廃液の排水管である。
【００１０】
次に、第１の実施の形態に係る低濃度スラリーの脱水処理設備１０を用いた脱水処理方法について説明する。
河川や湖沼、ダム、港湾等に堆積した浚渫土は、浚渫船１３に取付けた浚渫ポンプ１１を作動して、水と共に吸い上げ、送給管１２を介して筒状体の外周に網目を張り付けたトロンメル１５に送給される。
トロンメル１５では、塵や石塊、大粒の砂等の介在物を分離し、介在物は、トロンメル１５からベルトコンベア１４上に落下し、系外に搬送される。
トロンメル１５から介在物を分離した浚渫土は、砂分離回収槽１７に供給され、砂分離回収機１６により小さい粒の砂が回収される。
砂分離回収槽１７からオーバーフローした低濃度スラリー（原液）は、ポンプ槽１８に一旦貯水され、配管２０を介してポンプ１９により、スラリー濃縮槽２３に送給され、この送泥配管２０の途中で、塩化カルシウム、高分子凝集剤等の凝集剤が低濃度スラリーに添加される。
凝集剤の添加により、浮遊する微細な固形分が凝集し、固形分の沈降が促進される。
そして、スラリー濃縮槽２３では、凝集して沈降した固形分をスクリュー式脱水装置２２の螺旋羽根を回転させることによって、連続して脱水処理を行い、固形分濃度が２０〜２５重量％に高められた濃縮スラリーにすることができる。
固形分が濃度された濃縮スラリーは、攪拌羽根を有する攪拌機２４を取付けた貯泥槽２５で攪拌され、更に、スラリー貯槽２７に搬送されて、スラリー貯槽２７で、固形分が沈殿しないように攪拌機２６の攪拌羽根により攪拌される。
スラリー槽２７に固形分濃度が２０〜２５重量％の濃縮スラリーが所定量溜ったら、高圧ポンプ３０を作動して、濃縮スラリーを吸引し、高圧フィルタープレス２９に圧送して脱水を行う。
なお、スラリー濃縮槽２３の上澄み液は排水管３１、高圧フィルタープレス２９の脱水の排水は、排水管３２によって排水され、途中から、この排水管３１と排水管３２は、集合管となって排水を行う。
【００１１】
次に、第２の実施の形態に係る低濃度スラリーの脱水処理設備４０について説明する。
第２の実施の形態に係る低濃度スラリーの脱水処理設備４０は、第１の実施の形態の脱水処理設備１０と異なり、スラリー貯槽２７に、水を供給する給水管３３と給水管３３の開閉弁３４（給水手段）を設け、更に、スラリー貯槽２７の下部に返送ポンプ３５と、返送ポンプ３５に連通し、しかも、ポンプ槽１８に連通した返送管３６を備えたものであり、脱水処理設備１０と同じ構成については、同一符号を付している。
【００１２】
次に、第２の実施の形態に係る低濃度スラリーの脱水処理設備４０を用いた脱水処理方法について説明する。
河川や港湾等に堆積した浚渫土は、トロンメル１５に送給され、塵や石塊、大粒の砂等の介在物を分離しする。しかし、海に近い場所の場合、介在物を分離した浚渫土には、塩分等の有害成分が含まれる。
この塩分等の有害成分を含む低濃度スラリー（原液）は、スラリー濃縮槽２３に送給され、スクリュー式脱水装置２２で、固形分濃度が２０〜２５重量％に高められる。
【００１３】
濃縮スラリーは、有害成分も高濃度となるので、スラリー貯槽２７の濃縮スラリーに、給水管３３の開閉弁３４を開いて水を供給し、濃縮スラリーを水で希釈し、希釈して低濃度となったスラリーを返送ポンプ３５によって、返送管３６を介してポンプ槽１８に返送する。
そして、再度、スラリー濃縮槽２３で、スクリュー式脱水装置２２によって、濃縮スラリー中の固形分を濃縮し、残液を排水管３１で排水することにより、濃縮スラリー中の塩分等の有害成分を希釈、あるいは除去することができる。
また、スラリー濃縮槽２３に内装する連続脱水処理装置としては、スクリュー式脱水装置２２以外に、一般に適用されている遠心分離装置、ベルトプレス装置、液体サイクロン装置等を用いることができる。
このように、浚渫土を処理する本発明の低濃度スラリーの脱水処理設備は、シックナーの設置や介在物を多種に分離しないため、設置スペースを狭くでき、しかも、容易に、且つ、安定して高濃度の固形分を含む濃縮スラリーを得ることができ、高圧フイルタープレス２９の処理能力を高め、脱水した後のケーキの水分含有量を低くすることができ、高圧フイルタープレス２９の操業性を良好にすることができる。
更に、塩分等の有害成分を含む浚渫土の場合、希釈に用いる水量を少なくでき、しかも、設備のコンパクト化が可能になり、ランニングコストを低減することができ、脱水した後のケーキは、埋め立てや土木資源として活用することができる。
【００１４】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲である。
例えば、河川や港湾、湖沼等の浚渫を行う際、浚渫ポンプの他に、バケットクレーン、バケットエレベータ、カッター付きポンプ等を用いることができる。
更に、浚渫土から介在物を除去する装置として、トロンメルの他に、振動グリズバー等、一般に使用されている篩分装置を採用することができる。
【００１５】
【発明の効果】
請求項１、２記載の低濃度スラリーの脱水処理設備においては、回収した低濃度スラリーから介在物を選別除去する選別手段と、介在物が選別除去された低濃度スラリーを溜めて低濃度スラリーの固形分濃度を増大するスラリー濃縮槽と、濃縮されたスラリーを脱水してケーキを製造する高圧フィルタープレスを有する低濃度スラリーの脱水処理設備において、スラリー濃縮槽に、低濃度スラリーを濃縮する連続脱水処理装置を備えているので、浚渫土の処理を行う設備の設置スペースを狭くでき、しかも、固形分の高濃度が安定した濃縮スラリーを得ることができ、高圧フィルタープレスの脱水効率を向上し、ケーキの水分含有量を低減することができ、脱水作業の操業の安定化等を図ることができる。
更に、脱水された後のケーキを埋め立て材や土木資材として活用することができる。
そして、濃縮されたスラリーを高圧フィルタープレスに圧送する前に該濃縮されたスラリーを攪拌するスラリー貯槽を設け、スラリー貯槽に給水手段を設けて、濃縮されたスラリーを希釈してスラリー濃縮槽に返送するので、濃縮スラリーの循環ラインにより、添加する水を少なくして濃縮スラリーに含まれる塩分等の有害成分を希釈することができ、埋め立て材や土木用資源に安定して有効活用することができる。
【００１６】
特に、請求項２記載の低濃度スラリーの脱水処理設備においては、連続脱水処理装置は、遠心分離装置、ベルトプレス装置、スクリュー式脱水装置、液体サイクロン装置のいずれか一つを用いるので、原液から固形分濃度を２０〜３０重量％に高めた高濃度スラリーを容易に得ることができ、装置の設置スペースもより小さくすることができる。
【００１７】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る低濃度スラリーの脱水処理設備の全体図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る低濃度スラリーの脱水処理設備の全体図である。
【図３】従来の低濃度スラリーの脱水処理設備の全体図である。
【符号の説明】
１０：脱水処理設備、１１：浚渫ポンプ、１２：送給管、１３：浚渫船、１４：ベルトコンベア、１５：トロンメル、１６：砂分離回収機、１７：砂分離回収槽、１８：ポンプ槽、１９：ポンプ、２０：送泥配管、２１：凝集剤の添加装置、２２：連続脱水処理装置（スクリュー式脱水装置）、２３：スラリー濃縮槽、２４：攪拌機、２５：貯泥槽、２６：攪拌機、２７：スラリー貯槽、２８：ポンプ、２９：高圧フィルタープレス、３０：高圧ポンプ、３１：排水管、３２：排水管、３３：給水管、３４：開閉弁、３５：返送ポンプ、３６：返送管、４０：脱水処理設備
【図１】
0004688332.tif 000002
【図２】
0004688332.tif 000003
【図３】
0004688332.tif 000004