(57)【要約】【課題】排出土に有効な処理を加えることによって、フィルタープレスに直接充填することで加圧脱水し、水／土粒分の重量比を低含水率状態にしてダンプ等で場外に排出できるようにすることで、活用できない産業廃棄物や汚染水を一切外部に排出しない排出土処理方法を提供する。【解決手段】本発明による排出土処理方法は、排出土を、横方向に積層されたフィルタープレス４の複数の濾室４−２に充填した後、沈降分離して成る上部の泥土分を積層された濾室から取り出して、スラリー槽５に移送して貯留して置き、しかる後に、濃度調整された泥土分をスラリー槽５から取り出してフィルタープレス４に再び加圧充填することで充填された泥土分と上記濾室内の残留分とを加圧脱水し、次いで、フィルタープレスの濾室４−２を開放して脱水ケーキを排出している。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排出土を、横方向に積層されたフィルタープレスの複数の濾室に充填した後、沈降分離して成る上部の泥土分を積層された濾室から取り出して、スラリー槽に移送して貯留して置き、しかる後に、濃度調整された泥土分をスラリー槽から取り出してフィルタープレスに再び加圧充填することで充填された泥土分と上記濾室内の残留分とを加圧脱水し、次いで、フィルタープレスの濾室を開放して脱水ケーキを排出する排出土処理方法。
【請求項２】
排出土を、横方向に積層されたフィルタープレスの複数の濾室に、該濾室の上部位置に連通して設けられる開口から順次に充填した後、沈降分離して成る上部の泥土分を上記開口から取り出して、スラリー槽に移送して貯留して置き、しかる後に、濃度調整された泥土分をスラリー槽から取り出してフィルタープレスに再び加圧充填することで充填された泥土分と上記濾室内の残留分とを加圧脱水し、次いで、フィルタープレスの濾室を開放して脱水ケーキを排出する排出土処理方法。
【請求項３】
排出土が、フィルタープレスの濾室に充填される前に所定粒度以下の土砂に粉砕されることを特徴とする請求項１又は２に記載の排出土処理方法。
【請求項４】
排出土が、フィルタープレスの濾室に充填される前に消粘剤を添加されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の排出土処理方法。
【請求項５】
フィルタープレスからの脱水液が、濾水槽に集められて再び利用されると共に、坑内排水処理装置及び中和処理装置を経て浄化処理水として外部放流されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の排出土処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建土現場で発生される掘削土、建設残土、浚渫土砂及び汚泥等の排出土にフィルタープレスを活用した有効処理を加えることで、外部に活用できない産業廃棄物及び汚染水としては、一切排出しない排出土処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
産業の発達は、公害や環境破壊の防止を図りながら発達することを求められるが、建土現場で発生される掘削土、建設残土、浚渫土砂及び汚泥等の排出土や各種製造工場等から廃棄される泥土等の産業廃棄物等は、その廃棄や焼却減容化等の処分方式では、施設の設定が時間的に間に合わない状況にあることから、産業廃棄物による資源の再び利用化を促進する状況にある。
【０００３】
しかして、浚渫土砂や汚泥のように土粒分の少ない水／土粒分の重量比が３００％程度のしゃぶしゃぶ状態の泥土については、フィルタープレス等を用いた加圧脱水によって処理してきたが、泥土圧シールド工法による玉石、砂礫、シルト及び粘土等が混合状態にあるの礫混じり土砂のように、水／土粒分の重量比７０〜８０％程度と含水比の小さい排出土及び泥土状の粘性土については、フィルタープレスによる加圧脱水の処理対象にされていなかった。
【０００４】
そこで、泥水圧シールド工法等では、掘削ずりの混入した排泥水をシールドマシンから土砂分離装置に投入して、排泥水中の玉石、砂礫、砂、シルト及び粘土を分離除去して一次処理土にすることで普通土として処理しているが、土砂分離装置で分離できなかった粒径の細かいシルトや粘土については、凝集剤によってフロック状に凝集させてから、フィルタープレス等を用いて加圧脱水することで、脱水ケーキにする二次処理土にして産業廃棄物として処理していた。
【０００５】
しかして、一次処理において規定粒度以上に分級選別したとしても、玉石、礫、砂等の周りには高含水率の粘土分やシルト分が付着していることが多いために、これをダンプ等で場外に運搬排出することは困難であることから、固化剤等によって運搬可能な状態にして排出していた。
【０００６】
一次処理土の運搬及び搬出作業では積込み運搬機械の作業効率やダンプによる運搬効率も低下すると共に、運搬中に周辺環境を悪化させるばかりか処分地での敷均しや盛土をも困難にしていた。
【０００７】
又、二次処理土では、シルトや粘土分が相対的に多すぎると脱水ケーキの内部が十分脱水されないために、ストックヤードで二次処理土に生石灰やセメント系固化剤を添加して混合し、固化処理する必要があり、処理土量を増加させてコスト高にしていた。
【０００８】
そこで、掘削土、建設残土、浚渫土砂及び汚泥等のように玉石、砂礫、砂、シルト及び粘土の混在する排出土については、排出土を一旦粒土選別して大きいサイズの玉石や礫分を除去し、次いで土砂と泥土分のみをフィルタープレスで処理できるサイズに破砕機にて微破砕して、フィルタープレスに圧送すると共に、一方では泥土分を濃度調整槽で最適濃度に調整して高圧ポンプでフィルタープレスに送給して加圧脱水する処理方法や、排泥水から土砂を分離する際に、排泥水から細砂よりも粒径の大きな粗粒分を土砂分離手段で分級選別して一次処理土にすると共に、分級選別された残りの排泥水を凝集沈殿スラリー槽で凝集沈殿させて、一次処理の粗粒分よりも粒径の小さな細粒分をフィルタープレスで加圧脱水することで二次処理土とすることで、一次処理土に含まれる細砂の量を大幅に減少させてシルトや粘土分が付着混入する割合を削減して一次処理土の流動化を抑制すると共に、二次処理土には細砂を含ませてシルトや粘土分だけの場合より脱水ケーキの含水比を低下させる提案もなされている。（例えば、特許文献１、２を参照）
【０００９】
しかるに、固液分離を利用する従来のフィルタープレスでは、濾室の厚さを３０ｍｍにして、５〜７ｋｇ／ｍ２の圧力で脱水していたので、濾室の厚さより大きいサイズの玉石や砂礫分を分級除去して別途処理しなくてはならず、さらに、それらの土砂礫分を除去した残りの排出土も微微粉砕したり凝集沈殿スラリー槽で凝集沈殿させて細流分を取り出す等の様々な処置を講じてきた。
【００１０】
何故なら、これらの処置がなければ、フィルタープレスで処理する際の処理固液の分離効率が悪くなるために、ケーキ状態はブロック状や汚泥状になるので再び使用化するのに効率的に移行出来ない難点があった。
【００１１】
又、土砂と泥土分のみを従来のフィルタープレスで処理できるサイズに破砕機にて微破砕するのには、多大の労力と時間を要すると共に、凝集沈殿スラリー槽で凝集沈殿させて細流分を取り出すにも別途設備や沈殿に多大な時間を要していた。
【００１２】
これを改善して開発された高圧フィルタープレスは、濾室の厚さを２１ｍｍの薄層にして、１５ｋｇ／ｍ２の中圧にしたり、濾室の厚さを３０ｍｍにして、４０ｋｇ／ｍ２の高圧にしているが、建設現場等から発生する砂礫や土砂を含む低含水率の泥土を含むスラリー等に対しては、処理費が高くて操作性も良く無く、得られるケーキは依然としてブロック状であって、稼働効率を悪くして資源の有効な再び利用化が図れていなかった。
【００１３】
特に、泥土圧シールド工法等では、掘削時に切羽面の安定を図るため粘性剤等が添加されているものであり、これらも排出土のフィルタープレスによる脱水処理効率を妨げる傾向にあった。
【００１４】
【特許文献１】
特開２０００−１９７８８０号公報、（段落符号「０００６」〜「０００９」末行、「００１３」〜「００２３」末行、図１）
【特許文献２】
特開２０００−１５０１８号公報、（段落符号「０００２」〜「０００７」末行、「００１９」〜「００２８」末行、図１）
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の状況に鑑みて提案するものであり、現場からの礫混じり土砂のように水／土粒分の重量比７０〜８０％程度と含水比の小さい排出土について、従来のような土砂分離手段による分級選別や固化剤によって付着泥分を固着させる二次処理を施すことなく、排出土に有効な処理を加えることによって、フィルタープレスに直接充填することで加圧脱水し、水／土粒分の重量比２０〜３０％程度の低含水率状態にしてダンプ等で場外に排出できるようにすることによって、活用できない産業廃棄物や汚染水を一切外部に排出しない排出土処理方法を提供している。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明である排出土処理方法は、排出土を、横方向に積層されたフィルタープレスの複数の濾室に充填した後、沈降分離して成る上部の泥土分を積層された濾室から取り出して、スラリー槽に移送して貯留して置き、しかる後に、濃度調整された泥土分をスラリー槽から取り出してフィルタープレスに再び加圧充填することで充填された泥土分と上記濾室内の残留分とを加圧脱水し、次いで、フィルタープレスの濾室を開放して脱水ケーキを排出しており、排出土を一旦フィルタープレスの濾室に充填させて粗粒分を沈降分離した上部の泥土分を取り出し、所定の濃度に濃度調整した後に該調整した泥土分を用いて加圧充填するので脱水効率が向上するだけでなく、取り出した泥土分を加圧充填に再び使用することから排出土を効果的に処理でき、脱水ケーキを低含水率状態にしてダンプ等で場外に排出できるようにすることによって、活用できない産業廃棄物を外部に排出することがない。
【００１７】
請求項２に記載の発明である排出土処理方法は、排出土を、横方向に積層されたフィルタープレスの複数の濾室に、該濾室の上部位置に連通して設けられる開口から順次に充填した後、沈降分離して成る上部の泥土分を上記開口から取り出して、スラリー槽に移送して貯留して置き、しかる後に、濃度調整された泥土分をスラリー槽から取り出してフィルタープレスに再び加圧充填することで充填された泥土分と上記濾室内の残留分とを加圧脱水し、次いで、フィルタープレスの濾室を開放して脱水ケーキを排出しており、横方向に積層されたフィルタープレスの複数の濾室に排出土を濾室の上部位置に連通して設けられる開口から順次に充填して行くので、上記機能に加えて、排出土を複数の濾室に確実に且つ容易に充填することができ、脱水ケーキを低含水率状態にしてダンプ等で場外に排出できるようにすることによって、活用できない産業廃棄物を外部に排出することがない。
【００１８】
請求項３に記載の発明である排出土処理方法は、請求項１又は２に記載の排出土処理方法において、排出土をフィルタープレスの濾室に充填する前に所定粒度以下の土砂に粉砕することを特徴としており、上記機能に加えて、現場で発生する礫混じり土砂である排出土をフィルタープレス等に移送し易いようにしている。
【００１９】
請求項４に記載の発明である排出土処理方法は、請求項１乃至３のいずれかに記載の排出土処理方法において、排出土をフィルタープレスの濾室に充填する前に消粘剤を添加することを特徴としており、上記機能に加えて、移送される排出土がフィルタープレスに送られる迄は所定の粘性を保って容易に移送でき、フィルタープレス内に充填された後には脱水を早めるように、排出土に含まれる現場で発生する礫混じり土砂の玉石、礫、砂等の周りに付着している粒径の細かいシルトや粘土を消粘剤の作用によって分離し易くして、フィルタープレスにおける脱水操作を容易にしている。
【００２０】
請求項５に記載の発明である排出土処理方法は、請求項１乃至４のいずれかに記載の排出土処理方法において、フィルタープレスからの脱水液を濾水槽に集めて再び利用すると共に、坑内排水処理装置及び中和処理装置を経て浄化処理水として外部放流することを特徴としており、上記機能に加えて、活用できない産業廃棄物や汚染水を一切外部に排出しないように処理している。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明による排出土処理方法は、横方向に積層されたフィルタープレスの複数の濾室に、泥土圧シールド工法における玉石、砂礫、砂、シルト及び粘土等を混在させている土砂もしくは泥水シールド工法の掘削土砂や港湾の浚渫土砂及び建設排土を総称している排出土を、濾室の上方端から充填するか、濾室の上部位置に連通して設けられる開口から順次に充填した後、沈降分離して成る上部の泥土分を上記開口から取り出して、スラリー槽に移送して貯留して置き、しかる後に、濃度調整された泥土分をスラリー槽から取り出してフィルタープレスに再びび加圧充填することで充填された泥土分と上記濾室内の残留分とを加圧脱水してから、次いで、フィルタープレスの濾室を開放して脱水ケーキを排出することを基本にしている。
以下に、本発明による排出土処理方法の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２２】
図１に示す実施の形態は、本発明の排出土処理方法を泥土圧シールド工法に適用した例であり、図において、１は泥土圧シールド機、２は一次貯留のための土砂ホッパー、３は消粘処理装置、４はフィルタープレス、５は泥土の濃度調整装置であり、６は脱水ケーキを解砕して搬出するための土砂ホッパー、７、８及び９は、濾水槽、坑内排水処理ユニット及び中和処理ユニットである。
【００２３】
泥土圧シールド機１では、掘削された玉石、砂礫、砂、シルト及び粘土等の混在している土砂、即ち、排出土をそのまま排出パイプ１−３を用いずにコンベヤやトロッコ等で運搬して土砂ホッパー２に移送したり、本実施の形態で示すようにスクリューコンベア１−１でコーンクラッシャー１−２に移送することで、排出パイプ１−３に適合できるように所定の粒径以下に予め粉砕して、粒径以下に粉砕された土砂の全てをスラッジポンプ１−４によって土砂ホッパー２にポンプ圧送されることで一次貯留している。
【００２４】
コーンクラッシャー１−２で排出土を所定粒径以下に破砕するのは、排出土を排出パイプ１−３に適合できる径に粉砕して、排出パイプ１−３を円滑に移送できるようにしたり、又は、コンベヤやトロッコ等で運搬し易い径に粉砕して、運搬を容易にできるようにしたり、或いは、フィルタープレスに充填口及び濾室幅より小径に粉砕して、フィルタープレスに充填し易すくすると共にフィルタープレスに充填できる排出土の充填量を増加させて排出土処理量の増大を図るためのものである。
【００２５】
尚、本実の形態では、コーンクラッシャー１−２で所定の粒径以下に粉砕しているが、移送或いは充填がが容易に行えるような粒径である場合には粉砕せずに直接土砂ホッパー２に移送されるものである。
【００２６】
排出土は、土砂ホッパー２からスクリューフィーダー２−１によって移送されながら消粘材槽３−１からの消粘材を供給添加されている。本実の形態では、その後に泥土槽３−２を設けて此処に仮貯留しているが、泥土槽３−２は、必ずしも設けずに直接フィルタープレス４に移送されても良いものである。
【００２７】
次いで、消粘材を供給添加された排出土は、スラッジポンプ等によってフィルタープレス４に移送されるが、移送中の排出土は、掘削時に添加された粘性剤の作用によって、フィルタープレスに送られる迄は軟弱な固形状態を保持しており、ホース４−１を通じてフィルタープレス４に所定の粘性を保った状態で容易に供給される。しかして、フィルタープレス内に移送充填された後には、供給添加された消粘剤の作用よって粘性剤による固形状態を解体させることで、排出土の加圧脱水が早まるように機能している。
【００２８】
特に、本実施形態のような泥土圧シールドからの排出土の場合は、掘削時の切羽安定を目的に粘性剤が添加されるので、この粘性剤の作用によりフィルタープレスに送られる迄は所定の粘性を保って容易に移送でき、フィルタープレス内に充填された後には、消粘剤の作用によって加圧脱水の処理効率を向上させるので、その効果は大である。
【００２９】
排出土のフィルタープレス４に対する供給は、複数の濾室４−２に上方端から充填する場合は、濾室４−２の上方端に開閉機構を設けることで、排出土を充填する時は開閉機構を開きながら、加圧脱水する場合には開閉蓋を閉じる構造にして、フィルタープレスの複数の濾室４−２に上方端から一斉に、又は個別に充填することもできる。
【００３０】
しかしながら、本実施の形態では、図示のように濾室４−２の上部位置に連通して設けられる開口４−３を通じて挿入されるホース４−１によって、フィルタープレス４の一方端に在る濾室４−２’に排出土を充填しており、次いで、脱出されるホース４−１に従って他方端の濾室４−２”まで順次に充填している。
【００３１】
フィルタープレスの開口４−３は、詳細に図示していないが、濾室４−２’側にホース４−１に対する充填バルブ４−４と、後述するように濾室４−２の細砂泥土を取り出して濃度調整した後に、再び充填することで既に沈降している玉石や砂礫等と一緒に加圧するための注入孔４−５を備えている。
【００３２】
又、開口４−３の濾室４−２’側には、開口４−３に高圧空気を吹き込むための供給孔４−８が装備されており、濾室４−２の上部に在る泥土分を高圧空気によって注入孔４−５から取り出せるように構成している。
【００３３】
しかして、充填された排出土は、添加された消粘材が２０〜３０分経過すると玉石や砂礫の表面に付着している土砂を解き放すように作用することから、濾室４−２において玉石や砂礫等の粗粒分と泥土分とを分離状態にして、玉石や砂礫等の粗粒分は下方に沈降するが、泥土分は上部に集積することになる。
【００３４】
尚、本実施の形態は、泥土圧シールド工法の例なので、排出土には、玉石、砂礫、砂、シルト及び粘土等を混在させているが、泥水シールド工法の掘削土砂や浚渫土砂及び建設排土については、排出土の砂礫は小さな土粒子に粉砕されていたり、存在しても小径の粒土である。
【００３５】
従って、本発明の排出土処理方法においては、上記実施の形態のようにコーンクラッシャーによる破砕や付着粘土等に対処する消粘材の添加を行うことが必須ではなく、必要に応じて適宜に選択されることになる。
【００３６】
次いで、沈降分離して濾室４−２の上部に集積している泥土分は、供給孔４−８から注入される高圧空気によって開口４−３の注入孔４−５から取り出されて、空気送付配管１１を経由して濃度調整装置５のスラリー槽５−１に貯留されて濃度の調整が行われている。
【００３７】
スラリー槽５−１における沈殿だけで所定の濃度に調整できない場合には、掘削土砂或いは別途準備した土砂で所定の濃度に調整すると共に、スラリー槽５−１からフィルタープレスに圧送する泥土分の量が十分確保できるように、スラリー槽５−１には、予め必要量の濃度調整された泥土分を貯留して置いてあり、圧送する泥土分の量が不足気味になった場合には、その都度補填出来るようにしている。
【００３８】
又、スラリー槽５−１には、濃度調整装置５を構成している給水槽５−２から水が供給されているので、貯留されている泥土分は、粘性が高すぎる場合には、給水槽５−２から水を供給し攪拌を加えられながらその粘性が調整されることになる。
【００３９】
粘性を調整された泥土分は、高圧ポンプ５−３によって送給配管１２を経由しながら開口４−３の注入孔４−５に再び圧送されているが、濃度調整された泥土分は、スラリー槽５−１からフィルタープレス４に圧送される過程で、消粘処理装置３から図示※印のように高圧ポンプ５−３の前で消粘材が供給添加されている。
【００４０】
この消粘材の供給添加によって、泥土分は、泥土分だけでなく先にフィルタープレス内に移送充填されて、下方に沈降している玉石や砂礫等の残留分の加圧脱水を早め、処理効率の向上を図っているが、この消粘材は、添加時期によってその作用を発揮する時間が異なることから、泥土分だけでなくフィルタープレス４に充填した土砂１０が、最も効率よく脱水処理できるように添加場所、添加時期が選択調整されている。
【００４１】
開口４−３からの泥土分は、１５〜１８ｋｇ／ｃｍ２の圧力を加えられることで、フィルタープレス４の全ての濾室４−２に再び加圧充填されると共に、先に濾室内に充填されて下方に沈降している玉石や砂礫等の残留分と一体になって加圧脱水されている。これによって、泥土分と玉石や砂礫等の残留分とは、含水率を水／土粒分の重量比２０〜３０％程度に低下させた状態に絞り込まれることになる。
【００４２】
以上のように、充分な加圧脱水で低含水率に形成された脱水ケーキは、濾室４−２を開放してフィルタープレス４から排出されるが、コンベア６−１によって解砕機６−２に搬送されることで、パサパサ状態にしてから土砂ホッパー６に貯留されており、二次処理された活用できる産業廃棄物として、ダンプ等で場外に搬出している。
【００４３】
一方、フィルタープレス４からの抽出水は、一般に行われているように集められて濾水槽７に貯留されており、場内においてそのままの状態で再び利用されると共に、余剰水は坑内排水処理ユニット８に送られている。
【００４４】
坑内排水処理ユニット８は、坑内排水を集める坑内排水原水槽８−１と高分子溶解槽８−２及びシックナー８−３から構成されているので、濾水槽７からの余剰水は、坑内排水と共に坑内排水原水槽８−１に貯留され、高分子溶解槽８−２からの溶解高分子を受けて浄化されている。高分子浄化後の排水は、一部をスラリー槽５−１に還元して泥土分の攪拌に活用しながら、大部分を中和処理ユニット９に移している。
【００４５】
中和処理ユニット９は、中和原水槽９−１と此処から汲み上げて炭酸ガスを加えることで中和処理される中和反応槽９−２から構成されており、移相されてきた高分子浄化後の排水をｐＨ処理して無害に浄化してから再びび中和原水槽９−１に返している。
【００４６】
従って、坑内排水やフィルタープレスから抽出される脱水、即ち、現場から外部に排出される全べての排水は、完全な清水として浄化されているものである。
【００４７】
以上のように、本発明による排出土処理方法は、上記実施の形態で詳細に説明した構成によって、泥土圧シールド機から掘削された玉石、砂礫、砂、シルト及び粘土等の混在している土砂及びその他の掘削土砂や浚渫土砂及び建設排土等の排出土を、配置した構成のフィルタープレスの活用によって、二次処理された活用できる産業廃棄物として場外に搬出すると共に、場内の排水を全て浄化水にして排出するものであって、従来から問題になっている活用できない産業廃棄物や汚染水を外部に一切排出しないものである。
【００４８】
次に、本発明の排出土処理方法に用いるフィルタープレスについて、その実施の形態を説明する。
【００４９】
図２は、フィルタープレスの実施の形態を示す正面図であり、図３、４はその操作概要を示す工程図である。
フィルタープレス４は、前方に土砂を充填するホース４−１を備えており、複数の濾室４−２が一方端の濾室４−２’から他方端の濾室４−２”まで横方向に積層されて、ファーストヘッド４−６とルーズヘッド４−７との間に開放可能に配置されている。
【００５０】
ファーストヘッド４−６には、開口４−３が濾室４−２の上部位置を連通するように設けられており、その端部には充填バルブ４−４と泥土分を出し入れすると共に、これを加圧するための注入孔４−５とが配置されており、ルーズヘッド４−７には、濾室４−２の上部位置に連通して、高圧空気を注入できる供給孔４−８が配置されている。
【００５１】
ホース４−１は、可撓性を備えていることで、フィルタープレス４への挿脱に従いながらガイドドラム４−８等によって柔軟に折り曲げられて、狭い場所に収まっている。
【００５２】
又、濾室４−２は、濾布４−９を両側に装備した中空リング濾枠４−１０から構成されている。平板から成る濾布４−９の両面には、フィルターが貼設されると共に複数の脱水溝４−１４が設けられていることで、中空リング濾枠４−１０からの脱水を抽出し易いように形成されており、上方側に偏らせた位置には、開口４−３に対応させてホース４−１を通すための開口４−１１が設けられている。
【００５３】
隣接する濾布４−９間の間隔、開口４−３及び濾布４−９の開口４−１１は、少なくとも５０ｍｍ以上〜２００ｍｍ粒径程度の排出土が充填できる間隔に構成されている。従って、排出土に混在する大きいサイズの玉石や礫分を５０ｍｍ〜２００ｍｍ程度の粒径に破砕する場合には、従来行われていたフィルタープレスによる脱水処理のように、フィルタープレスへの事前処理として砂や泥土分のような小粒径に粉砕処理していた場合に比べて、時間と労力を大幅に削減させている。
【００５４】
そして、中空リング濾枠４−１０は、一方側に傾斜した傾斜面４−１２を有する内孔４−１３を形成することで、脱水することによって形成される脱水ケーキが中空リング濾枠４−１０から落下し易いように構成している。
【００５５】
尚、フィルタープレス４の下方には、脱水ケーキを解砕して土砂ホッパー６に搬出するためのコンベア６−１と、図示していないが前述したフィルタープレス４からの抽出水を集めて濾水槽７に貯留するための集水器が配置されている。
【００５６】
しかして、フィルタープレス４は、土砂をホース４−１で充填されながら脱水することで脱水ケーキを形成して排出するが、その経過を図３、４に示す工程図に従って以下に説明する。
【００５７】
図３は、フィルタープレス４に脱水処理する排出土を充填する工程を示しており、図３（ａ）は、フィルタープレス４に玉石、砂礫、砂、シルト及び粘土等の混在している排出土１０を充填する工程である。
【００５８】
本工程では、濾室４−２の上方から充填するという実施の形態もあるが、本実施の形態では、濾室４−２の上部位置を連通する開口４−３から挿脱する充填ホースを通じて充填している。
【００５９】
本実施の形態では、ホース４−１を開口４−３から挿入して一方端の濾室４−２’迄到達させた後に、泥土の充填がホース４−１を通じて開始されることでホース４−１を開口４−３から脱出させながら濾室４−２に順次に充填しており、他方端の濾室４−２”に達した段階で充填バルブ４−４を閉鎖して排出土１０の充填を完了する。
【００６０】
図３（ｂ）は、濾室４−２において充填された排出土１０の分離した状態を示している。
即ち、排出土１０は、所定の時間を経過すると玉石や砂礫や土砂等と泥土分とが分離状態になって、各濾室４−２の下方部には、重量の重い玉石、砂礫、砂等の粗粒分１０−１が沈下して貯留されることになり、濾室４−２の上方位置には、玉石、砂礫、砂等から分離された泥土分１０−２が集積されることになって、相互に分離した状態で保持されることになる。
【００６１】
図３（ｃ）は、注入孔４−５から泥土分を取り出す前半の工程を示している。
濾室４−２に順次に充填された排出土は、上述したように所定の時間を経過すると、玉石や砂礫、砂等の粗粒分１０−１と泥土分１０−２とが分離状態になって、図示のように粗粒分１０−１は下方に沈降することから、濾室４−２の上部位置には、泥土分１０−２のみが集積している状態になる。
【００６２】
図３（ｄ）は、注入孔４−５から泥土分を取り出す後半の工程を示している。
この時間帯に至った場合には、ルーズヘッド４−７に配置されている供給孔４−８から濾室４−２に高圧空気が吹き込まれるものであり、その上部位置に集積している泥土分１０−２を押出しながら、注入孔４−５から取り出して空気送付配管１１に送り込んでいる。従って、濾室４−２の上方部分は図示のように空室状態になり、玉石や砂礫、砂等の粗粒分１０−１が残留分として濾室４−２内に残置される。
【００６３】
図４は、フィルタープレス４から取り出した泥土分を濃度調整した後の調整泥土分として再び加圧充填して、脱水ケーキとしてフィルタープレスから排出するまでの工程を示しており、図４（ａ）は、フィルタープレス４に濃度調整された後の調整泥土分１３を充填する工程である。
【００６４】
前述したように、濃度調整装置５のスラリー槽５−１で濃度調整された後の調整泥土分１３は、図示のように送給配管１２を経由して注入孔４−５から濾室４−２の上方部分の解放空間に再び加圧充填される。
【００６５】
図４（ｂ）は、注入孔４−５からの調整泥土分１３が濾室４−２の空室に加圧充填され、粗粒分１０−１と一体になって濾室４−２を充満した状態を示している。
【００６６】
送給配管１２を経由する調整泥土分１３は、注入孔４−５から加圧充填されることで全ての濾室４−２に加圧充填されて行き、図示のように下方に沈降している粗粒分１０−１と上部位置に充填される調整泥土分１３とが一体になって、濾室４−２内に加圧状態で充満している。
【００６７】
図４（ｃ）は、調整泥土分１３を加圧供給しながら粗粒分１０−１と調整泥土分１３とを加圧脱水する工程を示している。
この工程では、調整泥土分１３を加圧供給することによって、送給配管１２と注入孔４−５から１５〜１８ｋｇ／ｃｍ２の圧力が濾室４−２に加えられることで、粗粒分１０−１と調整泥土分１３とは、充分に加圧脱水されて、含水率を水／土粒分の重量比２０〜３０％程度に低下させた状態に絞り込まれることで脱水ケーキ１４を形成している。
【００６８】
尚、本実施の形態では、１５〜１８ｋｇ／ｃｍ２の圧力を濾室４−２に加えているが、所期の目的を達成するためには、少なくとも１５ｋｇ／ｃｍ２以上であれば可能である。
【００６９】
従って、本工程にあっては、模擬的な表示をすると図示のように濾室４−２の手前に在る開口４−３と注入孔４−５とにおいて空室状態を形成することになる。
【００７０】
図４（ｄ）は、加圧脱水された脱水ケーキ１４をフィルタープレスから排出する最終工程を示している。
本工程では、ルーズヘッド４−７を後退させて積層状態にある濾室４−２を解放した後にこれを回動させているが、濾室４−２を構成している中空リング濾枠４−１０は、一方側に傾斜した傾斜面４−１２を有している内孔４−１３を形成していることから、中空リング濾枠４−１０をその傾斜面４−１２のの傾斜方向に回動させることで、脱水ケーキ１４は、濾布４−９と離反して傾斜する中空リング濾枠４−１０から容易に落下することになる。
【００７１】
以上のように、泥土圧シールド機から掘削された玉石、砂礫、砂、シルト及び粘土等の混在している土砂、その他の掘削土砂や浚渫土砂及び建設排土等を対象にする排出土は、適宜に処理されながらフィルタープレスにその上方端もしくは積層方向の上方位置から充填されることで、水／土粒分の重量比２０〜０％程度の含水率に低下させた脱水ケーキとしてフィルタープレスから確実に排出することを可能にしている。
【００７２】
以上、本発明を実施の形態に基づいて詳細に説明したが、本発明による排出土処理方法は、これらの実施の形態に何ら限定されるものでなく、個々の装置や部材に関してその形状と材質等を、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは当然のことである。
【００７３】
【発明の効果】
請求項１に記載の排出土処理方法は、排出土を、横方向に積層されたフィルタープレスの複数の濾室に充填した後、沈降分離して成る上部の泥土分を積層された濾室から取り出して、スラリー槽に移送して貯留して置き、しかる後に、濃度調整された泥土分をスラリー槽から取り出してフィルタープレスに再び加圧充填することで充填された泥土分と上記濾室内の残留分とを加圧脱水し、次いで、フィルタープレスの濾室を開放して脱水ケーキを排出しているので、排出土を一旦フィルタープレスの濾室に充填させて粗粒分を沈降分離した上部の泥土分を取り出し、所定の濃度に濃度調整した後に該調整した泥土分を用いて加圧充填するので脱水効率が向上するだけでなく、取り出した泥土分を加圧充填に再び使用することから排出土を効果的に処理でき、脱水ケーキを低含水率状態にしてダンプ等で場外に排出できるようにすることによって、活用できない産業廃棄物を外部に排出しない効果を発揮している。
【００７４】
請求項２に記載の排出土処理方法は、排出土を、横方向に積層されたフィルタープレスの複数の濾室に、濾室の上部位置に連通して設けられる開口から順次に充填した後、沈降分離して成る上部の泥土分を上記開口から取り出して、スラリー槽に移送して貯留して置き、しかる後に、濃度調整された泥土分をスラリー槽から取り出してフィルタープレスに再び加圧充填することで充填された泥土分と上記濾室内の残留分とを加圧脱水し、次いで、フィルタープレスの濾室を開放して脱水ケーキを排出しているので、横方向に積層されたフィルタープレスの複数の濾室に排出土を濾室の上部位置に連通して設けられる開口から順次に充填して行くので、排出土を複数の濾室に確実に且つ容易に充填することができ、脱水ケーキを低含水率状態にしてダンプ等で場外に排出できるようにすることによって、活用できない産業廃棄物を外部に排出しない効果を発揮している。
【００７５】
請求項３に記載の排出土処理方法は、請求項１又は２に記載の排出土処理方法において、排出土をフィルタープレスの濾室に充填する前に所定粒度以下の土砂に粉砕することを特徴としているので、上記効果に加えて、現場で発生する礫混じり土砂である排出土をフィルタープレス等に移送し易いようにする効果を発揮している。
【００７６】
請求項４に記載の排出土処理方法は、請求項１乃至３のいずれかに記載の排出土処理方法において、排出土をフィルタープレスの濾室に充填する前に消粘剤を添加することを特徴としているので、上記効果に加えて、移送される排出土がフィルタープレスに送られる迄は所定の粘性を保って容易に移送でき、フィルタープレス内に充填された後には脱水を早めるように、排出土に含まれる現場で発生する礫混じり土砂の玉石、礫、砂等の周りに付着している粒径の細かいシルトや粘土を消粘剤の作用によって分離し易くして、フィルタープレスにおける脱水操作を容易にしする効果を発揮している。
【００７７】
請求項５に記載の発明である排出土処理方法は、請求項１乃至４のいずれかに記載の排出土処理方法において、フィルタープレスからの脱水液を濾水槽に集めて再び利用されると共に、坑内排水処理装置及び中和処理装置を経て浄化処理水として外部放流することを特徴としているので、上記効果に加えて、活用できない産業廃棄物や汚染水を一切外部に排出しない効果を発揮している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による排出土処理方法を示す実施の形態図
【図２】本発明の排出土処理方法に用いるフィルタープレスの正面図
【図３】フィルタープレスに泥土を充填する工程図
【図４】フィルタープレスから細砂泥土を取り出し細粒分として再び充填する工程図
【符号の説明】
１  泥土圧シールド機、  ２  一次貯留土砂ホッパー、  ３  消粘処理装置、
４  フィルタープレス、  ５  濃度調整装置、  ６  土砂ホッパー、
７  濾水槽、  ８  坑内排水処理ユニット、  ９  中和処理ユニット、
１０  排出土、  １１  空気送付配管、  １２  送給配管、
１３  調整泥土分、１４  脱水ケーキ、
１−１  スクリューコンベア、  １−２  コーンクラッシャー、
１−３  排出パイプ、  １−４  スラッジポンプ、
２−１  スクリューフィーダー、  ３−１  消粘材槽、  ３−２  泥土槽、
４−１  ホース、  ４−２  濾室、  ４−３  開口、
４−２’  一方端の濾室、  ４−２”  他方端の濾室、  ４−４  充填バルブ、
４−５  注入孔、  ４−６  ファーストヘッド、  ４−７  ルーズヘッド、
４−８  供給孔、  ４−９  濾布、  ４−１０  中空リング濾枠、
４−１１  開口、  ４−１２  傾斜面、  ４−１３  内孔、
４−１４  脱水溝、  ５−１  スラリー槽、  ５−２  給水槽、
５−３  高圧ポンプ、  ６−１  コンベア、  ６−２  解砕機、
８−１  坑内排水原水槽、  ８−２  高分子溶解槽、  ８−３  シックナー、
９−１  中和原水槽、  ９−２  中和反応槽、  １０−１  粗粒分、
１０−２  泥土分、
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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