(57)【要約】    【課題】  汚泥、建設残土および焼却灰などの粉状廃棄物を、簡易な装置を使用して低コストで総合的に再資源化することのできる再資源化プラントおよび再資源化方法を提供する。    【解決手段】  粘性を有する微粒分の集合体である汚泥を再資源化するために、盥状の器２内に設けた撹拌用の羽根３を水平回転させることにより混練を行なう回転パン型混練ミキサーの前記器２の外周側壁に排出口６を設けて構成した連続投入・連続排出型混練ミキサー１の、前記器２の上端開放部から、貯泥プール１０において沈殿させた沈殿汚泥と、粉状廃棄物を含む添加材料等を連続的に投入して前記羽根３の回転により再生材を製造し、その再生材を同じく羽根３の回転により前記排出口６から連続的に排出する。【選択図】      図３
2005052763.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粘性を有する微粒分の集合体である汚泥を再資源化するために、盥状の器内に設けた撹拌用の羽根を水平回転させることにより混練を行なう回転パン型混練ミキサーの前記器の外周側壁に排出口を設けて構成した連続投入・連続排出型混練ミキサーの、前記器の上端開放部から、貯泥プールにおいて沈殿させた沈殿汚泥と、粉状廃棄物を含む添加材料等を連続的に投入して前記羽根の回転により再生材を製造し、その再生材を同じく羽根の回転により前記排出口から連続的に排出してなることを特徴とする再資源化プラント。
【請求項２】
粘性を有する微粒分の集合体である汚泥を再資源化するために、盥状の器内に設けた撹拌用の羽根を水平回転させることにより混練を行なう回転パン型混練ミキサーの前記器の外周側壁に排出口を設けて構成した連続投入・連続排出型混練ミキサーの、前記器の上端開放部から、貯泥プールにおいて沈殿させた沈殿汚泥と、粉状廃棄物を含む添加材料等を連続的に投入して前記羽根の回転により再生材を製造し、その再生材を同じく羽根の回転により前記排出口から連続的に排出することを特徴とする再資源化方法。
【請求項３】
前記沈殿汚泥が、建設残土を水洗いして砂利や砂分を抽出した残渣である汚泥と、外部から搬入されてきた汚泥から採取されるものであることを特徴とする請求項１に記載の再資源化プラントまたは請求項２に記載の再資源化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、これまで個別に再資源化されてきた浄水場などから発生する汚泥、建設現場から排出される建設残土、および火力発電所等から排出される石炭灰や焼却灰等の粉状廃棄物のリサイクルを、一つの施設で、かつ、これまで常識的に使用されてきたシックナーおよびフィルタープレスといった大掛かりで高コストの装置を使用することなく、容易かつ低コストで再資源化することのできる再資源化プラントおよび再資源化方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来までに見られた廃棄物（建設副産物や産業廃棄物等を含む）の処理に関する再資源化プラントは、再資源化対象物を限定することを前提に開発されたものが大半であった。
しかし、今日では産業廃棄物同士を混合して新たな再生材を開発するリサイクル方法の開発が嘱望されている。
【０００３】
行政としても埋立て処分量の削減を図る上で、こうした廃棄物同士を組み合わせることによる新しい再生材の開発を奨めている。また、こうしたシステムの確立は、全国的に逼迫する埋立て処分場問題とも絡み、いまや急務の課題となっている。
汚泥の処理や再資源化を鑑みた場合、これまではシックナーやフィルタープレスを用いて行なわれることが常であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、シックナーやフィルタープレスは装置自体が大掛かりである上、付属装置を必要とし、多大な設備投資や維持管理費用が必要となる。また、再生材の品質も満足できるものとは言えない。
【０００５】
そこで、本発明の目的とするところは、汚泥、建設残土および焼却灰などの粉状廃棄物を、簡易な装置を使用して低コストで総合的に再資源化することのできる再資源化プラントおよび再資源化方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の再資源化プラントは、粘性を有する微粒分の集合体である汚泥を再資源化するために、盥状の器（２）内に設けた撹拌用の羽根（３）を水平回転させることにより混練を行なう回転パン型混練ミキサーの前記器（２）の外周側壁に排出口（６）を設けて構成した連続投入・連続排出型混練ミキサー（１）の、前記器（２）の上端開放部から、貯泥プール（１０）において沈殿させた沈殿汚泥と、粉状廃棄物を含む添加材料等を連続的に投入して前記羽根（３）の回転により再生材を製造し、その再生材を同じく羽根（３）の回転により前記排出口（６）から連続的に排出してなることを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２に記載の再資源化方法は、粘性を有する微粒分の集合体である汚泥を再資源化するために、盥状の器（２）内に設けた撹拌用の羽根（３）を水平回転させることにより混練を行なう回転パン型混練ミキサーの前記器（２）の外周側壁に排出口（６）を設けて構成した連続投入・連続排出型混練ミキサー（１）の、前記器（２）の上端開放部から、貯泥プール（１０）において沈殿させた沈殿汚泥と、粉状廃棄物を含む添加材料等を連続的に投入して前記羽根（３）の回転により再生材を製造し、その再生材を同じく羽根（３）の回転により前記排出口（６）から連続的に排出することを特徴とする。
【０００８】
さらに、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の沈殿汚泥が、建設残土を水洗いして砂利や砂分を抽出した残渣である汚泥と、外部から搬入されてきた汚泥から採取されるものであることを特徴とする。
【０００９】
ここで言う「連続投入・連続排出型混練ミキサー」とは、本出願人が先に出願した３件の出願明細書に記載の連続投入・連続排出型混練ミキサーである（特願２００１−２７５１８４号参照）。
【００１０】
なお、カッコ内の記号は、図面および後述する発明の実施の形態に記載された対応要素または対応事項を示す。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の請求項１に記載の再資源化プラントによれば、貯泥プールで沈殿汚泥を採取しその沈殿汚泥と、粉状廃棄物を連続投入・連続排出型混練ミキサーに投入するのみで、自動的に再生材を製造することができるので、従来のシックナーおよびフィルタープレスと言った大掛かりで高コストの装置を必要としない。従って、低コストで容易に再生材を製造することができる。
【００１２】
また、請求項２に記載の再資源化方法によれば、同様に、貯泥プールで沈殿汚泥を採取しその沈殿汚泥と、粉状廃棄物を連続投入・連続排出型混練ミキサーに投入して、自動的に再生材を製造することができるので、シックナーおよびフィルタープレスを必要とせず、低コストで容易に再生材を製造することができる。
【００１３】
さらに、請求項３に記載の発明によれば、沈殿汚泥が、建設残土を水洗いして砂利や砂分を抽出した残渣である汚泥と、外部から搬入されてきた汚泥から採取されるものであるので、これらの廃棄物を総合的に再資源化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１乃至図３を参照して、本発明の実施形態に係る再資源化プラントおよび再資源化方法について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る再資源化プラントおよび再資源化方法において使用する連続投入・連続排出型混練ミキサーを示す斜視図である。図２は、図１に示す実施形態の器部分を示す斜視図である。また、図３は、本発明の実施形態に係る再資源化プラントおよび再資源化方法の工程を示すフローチャートである。
【００１５】
本発明の実施形態に係る再資源化プラントおよび再資源化方法は、粘性を有する微粒分の集合体である汚泥を再資源化するためのもので、貯泥プール１０と連続投入・連続排出型混練ミキサー１を備える。
貯泥プール１０は、建設現場等から排出される建設残土を水洗いして砂利や砂分を抽出した残渣である汚泥と、浄水場等から排出される汚泥を受入れ、それらの汚泥を沈殿（圧密沈降）させて沈殿汚泥を得る装置である。
【００１６】
連続投入・連続排出型混練ミキサー１は、盥状の器２内に設けた撹拌用の羽根３を水平回転させることにより混練を行なう回転パン型混練ミキサーの前記器２の外周側壁に排出口６を設けて構成したものである。
そして、この連続投入・連続排出型混練ミキサー１の器２の上端開放部から、貯泥プール１０から採取した沈殿汚泥と、火力発電所等から排出される石炭灰や焼却灰などの粉状廃棄物を含む添加材料等を連続的に投入して羽根３の回転により再生材を製造する。また、その再生材を、同じく羽根３の回転により排出口６から連続的に排出する。
【００１７】
この連続投入・連続排出型混練ミキサー１は、盥状の器２を有していて、器２の中心部にある１本の円柱状の主軸４から２本（それ以上にすることもできる）の腕５が器２の底板に向かって延びていて、各腕５の先端には撹拌用の羽根３が取付けられている。各２本の腕５は長短があり、外回りと内回りの同じ向きの回転運動をし、羽根３が水平回転することにより材料を均一に混練するようになっている。
なお、混練材料の供給は器２の上部から投入することによって行い、再生材の排出は排出口６から自動的に排出される。また、外回り用の腕５に取付けられた棒状の部材は、器２の外壁の内側に付着する材料を削ぎ落とすために設置された削ぎ棒７である。この削ぎ棒７は、腕５に連結棒８を介して固定している。
【００１８】
本実施形態に係る再資源化プラントおよび再資源化方法によれば、従来のようなシックナーおよびフィルタープレスといった大掛かりで高コストの装置を必要としないので、汚泥および粉状廃棄物を、低コストで容易に再資源化することができる。
【００１９】
次に、図３を参照して、本発明の実施形態に係る再資源化プラントおよび再資源化方法の一態様を示す。本実施態様における再資源化プラントの工程は、以下の通りである。
１）残土前処理工程→２）汚泥・残土受入槽→３）プラント投入ホッパ→４）トロンメル→５）分級機→６）受水槽→７）貯泥プール１０（貯泥・貯水・循環兼用）→８）汚泥投入ホッパ→９）連続投入・連続排出型混練ミキサー１（添加材料は別途サイロから供給される）→１０）製品ヤード。各々の連絡についてはホースやベルトコンベア、スクリューコンベア、油圧ショベルを用いる。
【００２０】
それぞれの作用は以下の通りである。
１）残土前処理
建設残土中に含まれる岩石を除去する工程である。この理由は、２）汚泥・残土受入槽に巨大な岩石を直接投入すると、槽の破壊や次工程以降の各装置の損傷を招くからである。ふるいわけ方法は、シュートと呼ばれる格子状のバー（鉄棒）を用いて行う場合が一般的であるが、その他にもスクリーンを通すなどの方法がある。本出願人は、ふるいわけ効率を重視してスクリーンを用いる方法を選択している。
【００２１】
２）汚泥・残土受入槽
プラントへの原材料供給量を調整するためにこの工程を設けている。
浄水場や建築、浚渫現場などから排出された汚泥や、ふるいわけによって大きな岩石を除去された建設残土は此処に運ばれる。３）プラント投入ホッパに直接荷下ろしするのは、原則としてバキューム車で運搬されてきた汚泥だけである。その理由は、これ以外の車両が荷下ろしを行う場合、荷下ろし自体の速度が早いので、トロンメルや分級機のふるいわけ能力を超えた量が投入されてしまうことを懸念しているからである（ただし、球状骨材製造工程とそれ以前の工程を分離させているので、球状骨材の製造自体には影響はでない）。また、汚泥や残土の搬入は不定期に行われている為、一度に数台分の荷が下ろされることによって、ホッパ容量や各種ふるいわけ装置の能力の限界を越えてしまう量が投入される可能性を否定できない。しかも、ホッパ内の原材料が減るまで荷下ろしを待機していたのでは運搬効率を著しく損なってしまう。したがって、一旦、この槽へ受入することにしている。なお、投入は油圧ショベルで行うのが良い。
【００２２】
油圧ショベルは、汎用性が広く取り扱いが簡単であり、万一の故障に際してもレンタル企業などからの代替機供給体制が整えられていて非常に便利である。
また、残土は低含水率状態である場合が多いが、次工程への原材料の供給は流水を利用しているため、この段階で含水率の高い汚泥などと混合して流動性を増した方が便利であるし効率的でもある。
【００２３】
３）プラント投入ホッパ
プラントへの原材料供給口であり、ここに先の汚泥、残土が投入される。ここは「ホッパ」と呼ばれる器になっており、底面と側壁は密着し、漏水防止されている。また、ホッパ底面は次工程のトロンメルに向かって下り勾配になっている。なお、ホッパ内にはシャワーを用いて水を供給している。これはホッパ内に残土などが堆積するのを防止するためと次工程のトロンメルで選別効率を上げるためのものである。ホッパの出口はトロンメルの入口と直結しており、特別な搬送装置を用いることはない。流水によって次工程への搬送を行っている。
【００２４】
４）トロンメル
砂利とそれ以下の粒度をもつものの選別を主目的とし、再生砂の最大粒径の決定もここで行われる。トロンメルはふるいわけ装置の一種であり、簡単に説明すれば、金網で構成された円筒形の物体といえる。円筒の部分(金網の部分)は一重または二重になっているのが一般的である。また、本体には傾斜角が持たされており、円筒形の本体の内側に選別対象物を投入し、材料の滑落と本体の回転運動を利用して材料を下方に送りながら篩い分けられるようになっている。
【００２５】
材料の目詰まりを防止するために水（(シャワー）を用いる「湿式」が一般的だが、粗骨材程度の粒子を選別するのであれば、水を用いないケースが多い（乾式）。ただし、ふるいわけ効率の面では湿式のほうが優れている。
本出願人のプラントでは湿式を採用している。これは選別対象粒径が小さいことに起因している。使用水は、前工程から流出してくるものと、この時点における加水（シャワー）で賄うが、これらは貯泥プール１０に付随して設置されている予備水槽から供給されるものである。トロンメルと分級機は段違いのベンチに据えられており（該機は上段、分級機は下段）、ここに充てられた水は、そのまま分級機へと流出するようになっている。特別なポンプやその他搬送装置は使用しない。ただし、プラント敷地に高低差がない場合は、ポンプアップ等の措置を講じる。
【００２６】
再生砂の最大粒径の決定に際しては、外側の網を８ないし５ｍｍにしてトップサイズを決定する方法を採っている。再生砂の用途が合材であった場合などのように規定サイズがある場合は５ｍｍに、管埋設工事などを目的としたサイズの規定がない用途に再生砂を使う場合には、製品化率を考慮してやや大きめの開き目をもった８ｍｍの網を使用する。
【００２７】
５）分級機
再生砂となる砂分と汚泥を構成する微粒分との選別を行うことを目的としている。分級機も選別装置の一種である。これは水流を利用して、比重の重い砂利や砂分と比重の軽い微粒分を分ける装置である。排出口は二つあり、一方は砂分、一方は濁水を排出可能な構造になっている。基本仕様では、装置本体の前後にそれぞれが排出されるようになっている。抽出された砂分は再生砂としてそのまま商品になる。なお、微粒分を大量に含んだ汚濁水は受水槽に入れられる。受水槽から次工程へはポンプが使用される。先にみた従来技術ではここにレベリング装置である監視測定機器を用いている。汚泥水位が上がった時点で自動的にポンプアップする仕組みである。
【００２８】
６）受水層
水槽は汚濁水を受ける目的で設置されている。プラント用地面積が広く、適当なベンチ（段差）が確保できるのであれば、直接７）のプールを持ってくればよい。本実施例の場合は、敷地の関係でこれを設け、排水されてきた汚濁水をそのまま汲み上げて次工程へと送っている。
【００２９】
７）貯泥プール１０（貯泥・貯水兼用）
前工程から送られて来る汚濁水の沈殿を促して微粒分（汚泥）と上澄水を分離させるとともに、上澄水をプラント用供給水として貯水し、また送水する仕組みを持っている。また、汚泥の圧密沈降を行うプール以外の水は、すべて循環しており、オーバーフロー水は予備水槽に入る仕組みになっている。このオーバーフロー水がプラント各所に送られるが、送水はポンプを使用してプラント各所に送られる。プラントにおける水の使用個所は、投入口、トロンメル、分級機がその主な所である。
【００３０】
貯泥プール１０は複数の槽（プール）で構成されている。前工程から送られてくる汚濁水の排出口はそれぞれのプールに設けられているが、開放されているのは常に一つだけである。また、各プールには、天端の一部を凹ませた部分に間仕切りが設置されている。なお、水槽の設置数や次工程の混練工程における汚泥の処理速度、ホッパの容量等にもよるが、プラントの状況を勘案し、然るべきタイミングにおいて油圧ショベルで汚泥を投入ホッパに移し、混練工程へと送る。
【００３１】
次工程に送る汚泥の性状については、別段の規格や基準はない。ただし、あまりに高い含水率を示す汚泥であった場合は、それだけ添加材料（有価材料）の使用量が増加する傾向がある。また、大抵の送泥ポンプは流動性が高い方を好むので、極端な低含水状態にしてしまったのでは、汚泥が送れないということにもなりかねない。本出願人による経験では、汚泥は１〜２晩程度置いたものを解泥装置を介して投入ホッパに移すのがちょうど良い。
汚泥を搬送し終えたプールへの注水は、最後尾にあるプールの二つの間仕切りを開放して行う。予備水槽への供給量が不足しないように、空のプールへの注水はやや控えめに行うのが良い。
【００３２】
８）汚泥投入ホッパ
前工程の貯泥プール１０（循環プール）で圧密した汚泥を次工程にある汚泥混練ミキサー（連続投入・連続排出型混練ミキサー１）へと供給するための施設である。
このホッパへの汚泥の供給も前述した理由により油圧ショベルを用いる。ホッパ下部にはチューブポンプなど、汚泥の輸送に適したポンプを用いる。また、油圧ショベルの作業位置やアームのリーチを考慮して、複数設置する場合もある。なお、容量については設置者の任意になると思われる。また、圧密部分を壊すため、ホッパ上部或いは内部に二軸式ミキサーなどの解泥装置を取り付けておくことも考えられる。
【００３３】
８）’添加材料貯蔵用サイロ
次工程の連続投入・連続排出型混練ミキサー１に投入するのは汚泥だけではない。その他、単位水量減少のためのＲＣ砕石やその他粉状の廃棄物などを混合することもある。本出願人の場合は、主に石炭灰や生石灰を使用する。いずれにしても添加材料専用のサイロが必要である。なお、ミキサー１への供給はスクリューコンベアなどにインバーターを追加して設置する。インバーターとは可変装置である。先にも記したが、インバーター制御さえ可能であれば、その他の計量装置（流量装置等）の監視測定機器は不要である。
【００３４】
９）混練工程
汚泥その他材料の混合には、本出願人が発明し、先に出願している連続投入・連続排出型混練ミキサー１を用いる。このミキサー１の特徴は、完成品の排出口６をミキサー本体側面に設けている点である。このミキサー１に各種材料を投入し、ミキシングすれば、出来上がったものから順次製品が排出されてくる。
【００３５】
１０）製品ヤード
ミキサー１から排出された完成品は、ベルトコンベアに乗せられて製品ヤードへと搬送される。特別な設えは無く、いわゆる通常のヤードである。
【００３６】
以下、本発明の特徴について、一般的な従来技術との比較を交えながら、詳細に説明する。
従来から、汚泥、粉状廃棄物(焼却灰や石炭灰等を含む)、建設残土の再資源化には幾つかの方法がある。しかし、それらの大半は各々に独立した施設あるいは機械装置で行われており、これら全てを一つの施設で再資源化可能なリサイクル工程（工場）は稀といえる。
一つの施設で複数種の廃棄物或いは建設副産物を再資源化することは、行われているものの、それはシックナーやフィルタープレスを使用している。
例えば、ある従来技術の概略を述べると、建設残土と汚泥を再生材の原材料として一つの槽に受け入れ、油圧ショベルによってそれらをプラントに投入した後、水洗による粒度選別を行って砂利と再生砂、汚泥とに分別し、再生砂等はそのまま商品化し、汚泥は機械メーカーが製作・市販している粒状骨材化装置あるいは造粒装置を用いて「処理土」を製造販売している。概略からみれば、この技術は本発明に似通っているが、決定的に違う点が三つある。それは汚泥の再資源化に際して使用する機械装置と監視測定装置とそこで製造される再生材である。
【００３７】
上記従来技術と本発明の相違点を以下にまとめる。
一つ目の相違点は、汚泥の処理（再資源化を含む）に際して使用される機械装置に関するものである。この従来技術は、汚泥の再資源化工程にシックナーとフィルタープレスという二つの機械装置を使用しており、この点が本発明と大きく異なる。
まず、それぞれの働きを簡単に述べると、シックナーは、汚濁水を凝集沈殿させながら微粒分と上澄水を分離し、底に堆積した汚泥を凝集させつつ、その濃度を安定させて次工程にあるフィルタープレスへと送る機械装置である。また、フィルタープレスは、シックナーで抽出された汚泥をアコーディオン状のろ布の中に入れて圧縮し、脱水ケーキを製造する機械装置である。これらは、更に次工程にある処理土製造装置に投入する汚泥の含水率をほぼ一定に保つ役割を担っている。
なお、従来技術におけるプラント内供給水（受入ホッパや分級機などで使用する水）の確保については、シックナーの前段階に設置されている水槽（分級機から排出されてくる汚濁水の受入槽）と、フィルタープレスで絞られて微粒分が除去された残水をこれに充てている。
【００３８】
二つ目は付属装置である監視測定装置に関するものである。この従来技術においては大まかに３つの監視測定装置が使用されている。それは、処理土製造装置に投入する有価材使用量を規定するための流量計と、汚濁水受入槽に堆積した汚泥の水位を示す水位計と、汚濁濃度に応じて凝集剤を自動供給する濃度計である。なお、水位計と濃度計は、分級機から排出された汚濁水を受け入れる水槽に設置されている。この水槽は、ここで沈殿した、汚濁水中に含まれる微粒分をシックナーへと送るための貯泥機能と、汚濁濃度の低い上澄水の確保（貯水）を担っている。この上澄水は、そのままポンプアップされてプラント内各所へ供給されており、いわゆる“循環水”といわれるものに相当している。
【００３９】
三つ目の相違点は再生材の品質（性状）である。一般のプラントメーカー等が製作・市販している機械装置で製造されるものはいわゆる処理土がその大半であり、水分に対する鋭敏性が極めて高いという特徴をもっている。製造中あるいは完成直後のものが雨に濡れるだけで再度汚泥化してしまうほどである。これは従来技術において使用している機械装置に特有のものではなく、パドル式ミキサーで製造されたものや、その他類似の処理土を製造する機械装置の大半が、これと同様な問題を抱えている。
一方、本発明において、連続投入・連続排出型混練ミキサー１で製造される球状骨材には、このような不具合は皆無である。
上記したこれらの事項が、本発明が従来技術と基本的に異なる点である。
【００４０】
なお、汚泥の再生処理方法についていえば、従来技術のものは造粒を謳った処理土の製造を目的に開発されたものであり、建設残土と汚泥の同時処理を実現している従来技術においても、そこで造られる再生材に関しては同様である。しかし、再生材の性状（品質）に関する問題点から降雨時は製造中止となる場合が多い。これは汚泥が発生する建設現場内等に機械装置を持ち込んで行う場合も定置式プラントで処理を行う場合も大半がそうである。これらの理由は、汚泥を主原料とした再生材が水分を含むことで容易に再汚泥化してしまうことに起因している。そうした意味では、従来は、的確な処理システム或いは機械装置が確立されているとはいえないのが現状である。その原因は以下の通りである。
【００４１】
汚泥の再資源化に絡む各種機械装置が製造している粒状固形物や造粒などの文言に表される処理土を含む再生材の殆どが半固形状の粘性物である。製造時或いは製造直後に降雨（水分）による多大な影響を受けるのはこのためである。半固形状のこれらの再生品は、時間の経過とともに硬化し、強度を上げていく性質をもっている。これはセメント或いはセメント系固化材等の反応によるものであり、製造中あるいは製造直後における水分の影響を受け易いのはこの辺りに理由がある。
本発明は、連続投入・連続排出型混練ミキサー１を用い、製造直後においてもある程度の強度を有する再生材を提供可能とすることによって、こうしたこれまでの問題を解消している。
【００４２】
ここで、本発明における貯泥プール１０と連続投入・連続排出型混練ミキサー１の役割について詳細する。
まず、貯泥プール１０の役割について説明する。
貯泥プール１０は、分級機から排出された汚濁水の受入槽としての役割と、プラント供給水の貯水機能（循環プールとしての機能）、次工程にある混練ミキサー１に汚泥を投入する際に必要な汚泥含水率調整用プールとしての機能を併せ持つ。
【００４３】
貯泥プール１０の構成を簡単に述べる。
貯泥プール１０は、隣り合った水槽と側壁を共有する複数の水槽と予備水槽で構成されており、これら全体で一つの施設（循環プール）を形成している。また、一連の循環過程において最終槽にあたる水槽からオーバーフローした水（汚泥が堆積することによって押し出された余剰水）は、プール周囲に設置されている側溝を伝って予備水槽に入る仕組みである。なお、予備水槽には水中ポンプが備え付けてあり、ここからプラント各所へ水が供給される仕組みである。
【００４４】
また、個々の水槽には、隣り合った水槽との境界壁（側壁）天端とプール全体の周囲に設置された側溝に面して、それぞれ凹んだ個所が設けてあり、そこに開閉可能な仕切り板（水門の役割をもつ）を設けて水の流れ（循環経路）を調整できるようになっている。なお、各水槽には分級機から排出される汚濁水の排出口をそれぞれ設けてあり、任意の水槽に汚濁水を排出（注水）可能なようになっている。
水槽の深さは使用する重機械のリーチ（有効作業範囲）によって任意に設定して良いが、これは与えられた敷地面積に左右される。水槽の数（構成数）についても同じである。なお、汚濁水の沈降分離の効率を上げるには、深さよりも面積を重視した方が良いのはよく知られている通りである。また、重機械の使途は、ここで含水率を調整された汚泥を次工程にある汚泥投入ホッパへと移す際に用いる。
【００４５】
貯泥プール１０の設置形態は、おおよそ以下の通りである。
一列に３つの水槽を備えた２列縦隊を形成し、計６つの水槽を用意する（各々の水槽は隣り合う水槽と側壁を共有する）。向かって正面に見える２つの水槽の左側を１）番として、以降縦列に２）、３）番となり、折り返して後方から４）、５）番となって、正面右側の水槽を６）番とする。なお、適当な位置を選んでオーバーフロー水を受け入れる予備水槽を設ける（予備水槽も各水槽と側壁を共有した方が経済的である）。これら全体で一つの施設（貯泥プール１０）を形成する。
【００４６】
また、貯泥プール１０の具体的な使用方法は以下の通りである。
ここで注記すべきは、貯泥プール１０へのインプットに相当するものは分級工程から排出された汚濁水であり、アウトプットに相当するものは微粒分を沈降分離させた後の上澄水であるということである。
【００４７】
使用方法について述べる。まず、１）番水槽の汚濁水排出口が開放され、そこに前工程（分級機から排出された汚濁水を受け入れる受水槽）から送られてくる汚濁水が注がれている場合は、それ以外の水槽の同排出口は全て塞いでおく。１）番水槽に微粒分（汚泥）が堆積し、その水位が上がった場合には１）番と２）番の水槽の間仕切り（水門）を閉じるとともに１）番の汚濁水排出口を閉める。次に排出口が開けられるのは２）番の水槽である。この間、１）番の水槽は汚濁水の供給が停止されて静止状態に入り、汚泥の圧密沈降を待つ工程に入る。同様に、２）番の水槽が汚泥で満たされた場合には、２）番の汚濁水排出口と２）番と３）番の間仕切りを閉め、３）番の汚濁水排出口が開けられて汚濁水が注がれるようにする。２）番は１）番の水槽と同様に汚泥の圧密沈降を待つ工程に入る。なお、３）番の水槽に汚泥が堆積してくる頃には、１）番水槽で圧密沈降された汚泥の（次工程への）移送が完了し、満水されている状態が望ましい。
【００４８】
なお、６つの循環槽の最終槽にあたる水槽（最初に汚泥の圧密沈降を始めた一つ手前の水槽。例：１）、２）番水槽が圧密沈降中であれば６）番の水槽がこれに当たる）の側溝に面した間仕切り（水門）のみを開放しておき、オーバーフロー水は、ここから予備水槽に流入するようにしておく。その他、最終槽以外の水槽（先の例でいうと３）、４）、５）番水槽）の側溝に面する間仕切りは閉じておかなければならない。こうすることによって、水の循環経路が決まり、循環プールとしての用を満たすことが可能になる。
以上のパターンを順次繰り返す。また、圧密沈降中に得られる上澄水は、油圧ショベルのバケツなどを利用して循環中の水槽に移してやり、再利用する。
【００４９】
次工程に送る汚泥の性状については別段の基準はない。ただし、あまりにも高い含水状態を示す汚泥をミキサー１に投入すれば、それに応じて添加材料（有価材料）の使用量が増加する傾向がある。また、大抵の送泥ポンプは流動性が高い方を好むので、極端な低含水状態にしてしまったのでは、汚泥が送れないという事態にもなりかねない。この点については、本出願人の経験上、１〜２晩程度置いておいたものが適当であることが分かっている。
【００５０】
本発明では、シックナーやフィルタープレスの代わりに貯泥プール１０を用いるが、従来技術においてこれらの機械装置を用いる最大の理由は、再資源化機械装置に投入する汚泥の含水状態を均一に整えるためである。本発明で使用される連続投入・連続排出型混練ミキサー１においても、投入される汚泥が均一化された状態、或いはほぼ同程度の含水率に保持された状態のものを使用する方が望ましいのはこれと同様である。しかし、貯泥プール１０におけるその方法は、従来とは大幅に異なる。
【００５１】
貯泥プール１０における汚泥含水率の均一化の方法とは、上澄水の除去と圧密中の汚泥の攪拌を、圧密沈降中に数回にわたって行う方法である。上澄水を除去するのは、単なる余剰水の排出に他ならないが、それを除去した後に汚泥の攪拌を行うのは、圧密によって生じる不透水層を破壊するためである。
【００５２】
不透水層とは汚泥の圧密過程で発生するものであり、ある層に集中して最微粒分（粒子）が堆積し、一つの層が形成されたものをいう。この部分は極めて透水性が低く、これが形成されると、そこを境にして上部層と下部層でそれぞれ圧密が行われるようになる。不透水層を境にした上部層には空気中という開放スペースがあって、機械やポンプなどによる上澄水の除去が行えるが、下部層には開放部分がないために水との分離が行われ難くなる。やがて上部層の汚泥が荷重となって少しずつ下部層の圧密が促されるが、重たい錘を載せた状態で圧密することになるので、下部層には非常に硬い層が形成されることになる。これでは均一に近い含水状態を保持した汚泥を得るのは困難である。そうしたことを未然に防止する意味からも、圧密中に上澄水を除去しつつ攪拌を行うのである。また、不透水層を破壊することによって新たに圧密沈降が促され、より効率良く水分を抜くことができるようにもなる。
【００５３】
補足ではあるが、透水性コンクリート材料（例：ポラコンなど）を用いて汚泥中に開放面を作り、汚泥の水分除去を促すのは、こうした不透水層の影響を避けて効率良く水分除去を行うためである。無論、貯泥プール１０においても、この方法は有効であるが、他の部分と比べて、その周囲だけが低含水状態となって硬くなるので注意が必要である。
【００５４】
以上をまとめると、汚泥の圧密沈降過程は大別して三種類（段階）に分けることができる。不透水層が形成されるまでの期間と不透水層が形成されてから上部層、下部層それぞれで圧密が始まる期間、上部層と下部層に汚泥の密度差が生じ、上部層が下部層を圧迫、圧密させる期間の三つである。
【００５５】
次に、貯泥プール１０の設置およびその使用に関する応用事例について一部紹介する。
その使用方法とは、先に挙げた水槽の内のいずれか、若しくは別に２〜３個程度の脱水専用水槽を設け、上澄水が循環中である水槽の底に溜まった汚泥を其処に移し変える方法である。なお、移し変え作業は油圧ショベル等を用いて行う。
脱水専用水槽には、水槽の底面に球状骨材やトロンメル等で抽出された砂利等を敷き詰め、かつ、所定の場所に縦（立）杭を設けておく。なお、砂利や球状骨材は、敷き詰めた段になって透水性が確保可能なものであれば何を代用しても差し支えない。しかし、汚泥の沈降による目詰まりの影響を緩和する上では、最下層に小さな粒径をもったものを用い、順次上に上がるにつれて粒径の大きなものを用いた方が良い。また、縦杭について、通常の砂杭を用いる場合は“毛管現象”を利用するに過ぎず、これをポラコンなどの暗渠排水用資材で代用すると、杭の内側の水槽底面に水中ポンプを設置できるので、さらに強力な排水が可能である。これらは、いわゆる“サンドパイル工法”と“サンドマット工法”を利用した方法である。なお、循環中の水槽にこれを設けると、注水量の関係上、非常に大きな水中ポンプが必要になって経済的ではない。そこで、抜き取られた汚泥だけを対象とした脱水用水槽を設けるのである。
【００５６】
これらの方法は、先にみた不透水層が形成され難くするために用いる方法であり、これを用いた場合は、不透水層を境にした下部層の水を排水可能になるので、含水率の均一化には非常に便利である。但し、気温の高い時期などは、表面が干乾びてしまい、また、長期間放置しておくと、混練材料として相応しくない汚泥含水状態になることもあるので注意が必要である。また、循環中の水槽から汚泥をすくい上げるタイミングについても留意しなければならない。その理由は、循環水槽内ですでに完全に圧密が終了したものを取り出しても無意味だからである。この方法による強制排水は非常に高い効果があるが、あまりにも脱水効率が良いので、前後の工程とのバランスについて常に注意が必要である。
【００５７】
貯泥プール１０に関する一般的な使用例とその応用について説明したが、それをどのような形態にするか、機能を分離させるべきかなどの判断は、その再資源化プラントを設置しようとする敷地に関係するところが多いのが現状である。
なお、含水率を調整された汚泥は、次工程の混練工程へと送られるため、汚泥投入ホッパに移される。その後、汚泥を搬送し終えた水槽への注水は、循環の最後尾にあたる水槽と当該水槽の間にある間仕切りを開放して行うことになる。ただし、予備水槽への流出量（＝循環水量）が不足しないように、空の水槽への注水はやや控えめに行わなければならない。
【００５８】
次に、連続投入・連続排出型混練ミキサー１の役割について説明する。
連続投入・連続排出型混練ミキサー１は本出願人が先に出願した発明品であり、通常見られるパン型ミキサーの製品排出口６を側面に設けたものである。主な特徴は、汚泥や粉状の材料（廃棄物を含む）の連続投入と、そこで製造された再生材の連続排出を同時に行うことを可能にした点である。また、そこで得られる再生材は、製造直後においてもある程度の強度を有する球状骨材であり、その球状骨材は、製造直後におていも、前述したように、水分の影響による再汚泥化がないのも特徴である。更に、この連続投入・連続排出型混練ミキサー１は、貯泥プール１０から供給される高含水率汚泥を混練対象物としているため、脱水や乾燥、解砕などの汚泥に関わる機械的な前処理を行う必要がないのも特徴である。
【００５９】
高含水率汚泥を用いる利点は、その流動性が高いことに起因して、混合効率を上げることが可能になるということである。固形物などの硬いものに粉状の材料を混合しようとする場合には、その固形物の解砕が必要であったり、また攪拌混合機にも相当の負荷を与えるが、当該ミキサー１においては、流動性が高い汚泥を使用するので容易にこれらの混合が可能である。このことは、供給された有価材料を効率良く利用可能であることを表している。なお、前述した従来技術の場合は、脱水ケーキを混練対象物としているので、そこに設置されている処理土製造装置内部には、脱水ケーキの解砕工程が設けられている。折角固めたものを解体するという行為は、一見して無意味なことのように思われる。
【００６０】
なお、貯泥プール１０で圧密沈降させた汚泥を用いて行った本出願人によるこれまでの試作製造では、含水率４５〜５０％程度のものが平均的に利用されていることが分かっている。
汚泥はそれを構成する物質（成分）によって性状に著しい違いを生じる。同じ含水率を示しても、おから状のものもあれば、水々しいものもあるといった具合である。特に各種工場などから排出されている汚泥などは、その成分が千差万別であるため、含水率によってその性状を特定しようとするのは無駄である。ちなみに、本発明で用いた汚泥は、製砂工場から得た無機汚泥を使用している。
【００６１】
本発明における連続投入・連続排出型混練ミキサー１は、従来の混練装置と比較して、供給される汚泥の含水率がある程度変化する場合においても均一に近い形の再生材を製造可能である。これは、球状骨材化の過程のなかで削り取られた凸部にあった部分、いわゆる余剰分の添加材等がミキサー底面に滞留しているからである。この点が、連続投入・連続排出型混練ミキサー１を用いる最も優位な点である。また、従来技術にみられた「混練装置への汚泥投入量をその重量によって監視し、それに応じた添加材供給量を調整する」方法についても、このミキサー１を用いれば不要なことである。当該ミキサー１を用いる場合のそれは、始業時に各材料の供給スピードの調整をする（各々の供給スピードのバランスを取る）だけでよい（勿論、プラントを稼動させるうえでの通常の見回りは必要である）。これが可能なのは、ミキサー本体の構造と球状骨材化の原理、および投入される汚泥の含水率に起因している。
【００６２】
ミキサー１内で、球状骨材が中心シャフトを軸とした公転と自転運動を行っているのは前回の出願でも記載した通りである。その折に記載した球状骨材化の原理を簡単に述べると以下の通りである。
まず、球状骨材が形成される原理が、ドロ団子の製造原理と同じであることを述べておく。汚泥を含めた各種材料は、配合によって規定された単位水量の影響を受けて（特願２０００−２５０７３３「汚泥の再生処理方法」に基本配合を記載済)、ミキサー投入直後にダマとなり、球状となる過程（公転、自転運動）のなかで、歪な凸部は他の球状骨材などに削られ、凹部には新たな材料（汚泥や粉状の添加材料）が付着しながら球状化していく。球状化の過程で削り取られたものは、ミキサー底面に滞留するか、或いは他の凹部をもった骨材に付着するかなどするが、いずれにしても、それらの粉状添加材等がそのままの状態でミキサーから排出されることは少ない。その理由は、ミキサーの排出口６が底面よりも高い位置にあるからである。これが、監視測定装置を使用しないで均一化した球状骨材を製造可能な一つの秘密である。仮に汚泥の状態に変化が見られたとしても、ミキサー底面に滞留している余剰分の固化材等がある限り、排出されてくる再生材に直ちに悪影響を及ぼすことはない。これに対して、これまでの機械装置では余剰分が発生しないために、汚泥の状態が変われば即座に製品に悪影響を及ぼすことから、常時の監視が必要になってくるわけである。
【００６３】
本発明で使用する連続投入・連続排出型混練ミキサー１は、固化材等の供給量に若干の過不足が見られても、ミキサー底面に余剰分が滞留しているので、製品に対して直ちに影響を及ぼすことは少ない（そもそも汚泥の含水状態が予め調整されているので、こうした不具合を経験するのは機械トラブルなどに起因する）。これに対して、従来までに見られる混合処理装置の多くは、攪拌装置部分を通過後、そのまま排出ライン（ベルトコンベア等）へと出てしまうので材料（添加材等の有価材料）の無駄が非常に多くなるし、それが不足した場合には製品にも直ちに影響が出てしまう。このことは製品の品質にムラを生じさせる原因にもなっている。事実、本発明と同様に監視測定装置を設けないで連続式を達成している機械装置（オディクリーンなど）では、固化材供給量が一定の為、汚泥投入量が落ちれば非常に良い再生品が排出されてくるし、汚泥量が若干増えただけで泥団子さながらの不完全な再生品を排出する事例が多い。配合に狂いを生じれば、その影響を如実に受けるのである。これを防ぐためには、やや多目の固化材等を常時供給し続けるか、監視測定装置を設けるしかない。前者の場合は、非常に高い材料費を計上することになるだろうし、監視測定装置は多大な設置費用と維持管理費用が必要になる。どちらも不経済であることに変わりは無い。
【００６４】
これに対して、連続投入・連続排出型混練ミキサー１では、必要最小限の固化材投入量で、これまでに類を見ない非常に綺麗な再生材を製造可能である。また、常に余剰分があるために、排出されてくる再生材の全てに悪影響が出るまでの期間が長く、慌てて調整を行う必要は無いのが特長である。
なお、製品の品質が悪いと判断される事例は個々の汚泥によって多少の差があるものの、球形を成さない、歪なものが増えた感じのするときなどがそれに当たる。また、狙い通りの粒径を排出しなくなった場合も、製造時における不具合に相当するが、この場合は加水か汚泥供給量を減少させるかの対応で容易に修正が可能である。球状骨材は球形だからこそ製造直後における強度が保証されるのであって、これ以外の形状のものに製造直後の強度を持たせるのは容易ではないので、形に注意する必要がある。
【００６５】
ちなみに、連続投入・連続排出型混練ミキサー１において、添加材供給量が適切ではなかった場合の球状骨材に与える影響について述べる。
まず、添加材料使用量が多すぎた場合について述べる。
この場合は、微粒分が大量に排出されてしまう傾向がある。しかし、それは投入時の形状を保ったものではなく、微細ではあるが球状化された細骨材である。したがって、ＲＭ−３０構成原材料として使用する場合には、このような供給バランスにしてやると微粒分が補われて最終的な製品にはプラスの影響を与える。なお、粗骨材としての使用を目論んで製造している場合には、これに水分（汚泥）を加えて製造すれば、そのような骨材を得ることが可能である。
【００６６】
次に、添加材料が少な過ぎた場合について述べる。
この場合、表面が粗い骨材が排出される。あまりにも少なすぎる場合には、投入時の姿に近い汚泥がそのまま排出されてくることがあるので注意を要するが、前工程で汚泥の含水状態をある程度調整していれば、製造途中でこのような状態になることはない。先の貯泥プール１０のところでも記載したが、不透水層の形成に留意し、また、それが形成されてしまってもある程度解したものを投入、供給してやれば、当該ミキサー１に供給される汚泥の含水率は著しく変化することはない。
【００６７】
ここでミキサー１に供給される汚泥とその搬送方法について述べておく。貯泥プール１０の近くには、次工程のミキサー１に汚泥を送るためのホッパがあり、油圧ショベルを利用してここに汚泥を投入し、ミキサー１へ送泥する方式をとっている。ホッパの形状は、円錐または四角錘形などのように錘形とし、いわゆるデッドに相当する箇所の少ない形状にしておく。また、そのホッパの下部には送泥ポンプを備え、ホッパの底から汚泥を引き抜くことによってこのホッパ内における不透水層の形成を防止している。したがって、予めこのホッパに入れられる汚泥の含水状態を調整しておけば、ある程度の含水率で調整された汚泥がそのままミキサー１に供給されることになる。ただし、送泥ポンプが静止状態になれば、そこで圧密沈降を行うので、その点には注意が必要である。
【００６８】
球状骨材の製造について述べる。本出願人による経験では、汚泥を含めた各々の材料の供給スピードの決定は、製造当日の最初の投入が始まってから約１５分間程度の間に判明、確定可能であった。あとは定期的に見回りを行うなかで適時監視すれば、汚泥投入ホッパに新たに投入される汚泥がない限り、ほぼ均一化した球状骨材が得られる（本出願人の場合は、ミキサー１の混練能力に応じて１製造日に必要な量の汚泥を蓄えることのできる汚泥ホッパを備えている。したがって、１製造日の途中に新たな汚泥をホッパへ供給することはない）。すなわち、その日における汚泥含水状態を勘案し、各々の添加材供給スピードを確認、設定すれば、その日一日の再生材はほぼ同等な製品が製造可能ということである。汚泥、添加材料等の供給スピードは、それぞれの制御盤にあるインバータと呼ばれる可変速装置によって行えばよく、監視測定装置は不要である。
【００６９】
このように、貯泥プール１０と連続投入・連続排出型混練ミキサー１の併用を行うことで、これまでに課題とされてきた「汚泥を含めた複数の廃棄物の同一施設による的確な処理システムが未確立」という問題や「シックナーやフィルタープレス（その他付随設備を含む）を必要とする高額なプラント施設」に関する課題を解決することが可能である。これらの問題は、汚泥に関する有効な再生処理技術が無いことに起因する。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の実施形態に係る再資源化プラントおよび再資源化方法において使用する連続投入・連続排出型混練ミキサーを示す斜視図である。
【図２】図１に示す実施形態の器部分を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係る再資源化プラントおよび再資源化方法の一態様を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７１】
１    連続投入・連続排出型混練ミキサー
２    器
３    羽根
４    主軸
５    腕
６    排出口
７    削ぎ棒
８    連結棒
１０    貯泥プール
【図１】
2005052763.tif 000003
【図２】
2005052763.tif 000004
【図３】
2005052763.tif 000005