(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転金網体を傾斜姿勢に配置するとともにその底部の一部又は全部を沈殿槽の水面に浸漬させるように配置し、これを回転することにより内部に投入される掘削残土・汚泥を移送し、高圧ジェットノズルを回転金網体の内面の水面浮上位置に向けて設けておき、高圧ジェット水を噴射することにより掘削残土・汚泥中の粘土塊を破砕し且つ強制ろ過させるようにしたことを特徴とする掘削残土・汚泥の分離処理方法。
【請求項２】
回転金網体に投入する前に、掘削残土・汚泥を水に分散する残土前処理工程を設けたことを特徴とする請求項１記載の掘削残土・汚泥の分離処理方法。
【請求項３】
回転金網体を傾斜姿勢に配置するとともにその底部の一部又は全部を沈殿槽の水面に浸漬させるように配置し、これを回転することにより内部に投入される掘削残土・汚泥を移送するろ過手段と、高圧ジェットノズルを回転金網体の内面の水面浮上位置に向けて設け、高圧ジェット水を噴射することにより掘削残土・汚泥中の粘土塊を破砕し且つ強制ろ過させる高圧ジェット水の供給手段とを具備したことを特徴とする掘削残土・汚泥の分離処理装置。
【請求項４】
ろ過手段の前に、掘削残土や汚泥を水槽にて水に分散する残土前処理手段を設けたことを特徴とする請求項３記載の掘削残土・汚泥の分離処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建設現場等から排出される掘削残土や汚泥を土質別に分離処理するための方法及び装置に関するものであり、特に、掘削残土や汚泥を礫，粗砂，細砂とシルト，粘土に高精度で且つ効率良く分別処理できるものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、建設現場等から排出される掘削残土や汚泥を土質別に分離処理するための方法やその装置として、例えば、特開平７−５１６９８号公報や特開平７−１７８７２３号公報，登録実用新案公報第３０１５８４３号等が提供されている。
【０００３】
上記特開平７−５１６９８号公報は、トロンメルや分級機で掘削残土や汚泥を水洗いしながら粗砂，細砂を分離除去する。そして、残った泥水をシックナーにより一定の脱水を行なった後、フイルタプレスに掛けて、水と固形粘土とに分離する。得られた固形粘土に砂利及び砂を同等の割合で添加して混合装置で混合し再生土を得るものである。
【０００４】
また、特開平７−１７８７２３号公報は、粘性土から大きな石やゴミを容易に分別・排除できる粘性土分別装置と粘性土の泥水を連続的に造れる泥水製造装置である。上記粘性土分別装置は、粘性土供給ホッパと丸棒材を横に並設した固定スクリーンと両側の無端チエーン間に移動板を架設した粘性土移動装置と検量圧力水噴射装置と泥水排出ホツパとを含む。また、泥水製造装置は、網状固定スクリーンと粘性土分別装置と多軸ミキサとの組合せである。
【０００５】
そして、登録実用新案公報第３０１５８４３号は、建設現場で排出される土、砂，石等の混った土石から細かい土砂と大きな石とを確実に速く選別できる土砂選別装置である。その構造は、円筒形状の金網を有する回転金網と、その回転金網の内部にあって、回転金網と逆方向に回転する回転板とを有するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記特開平７−５１６９８号公報の水洗い方法によると、礫，砂と粘土分が混在した粘土塊は、泥水として除去できず、粗骨材（砂利）と一緒に排出されてしまい、粗砂，細砂とシルト，粘土に高精度で且つ効率良く分別処理できず、品質上問題のあるものである。また、上記特開平７−１７８７２３号公報による網状固定スクリーンでは、粘性土から砂だけを除去できず、また、固定スクリーン上を移動する土塊や石に付いた土を落す検量圧力水噴射装置からの水圧だけでは、粘性土と砂等を完全に分離できない。更に、登録実用新案公報第３０１５８４３号は、土、砂，石等の混った土石から細かい土砂と大きな石との土砂選別装置であるから、土塊や石に付いた粘土を落す能力が発揮されない、という問題があるものである。
【０００７】
本発明は上記各問題点に鑑み、特に、掘削残土や汚泥を礫，粗砂，細砂とシルト，粘土に高精度で且つ効率良く分別処理するための方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するべく本発明の請求項１の掘削残土・汚泥の分離処理方法は、回転金網体を傾斜姿勢に配置するとともにその底部の一部又は全部を沈殿槽の水面に浸漬させるように配置し、これを回転することにより内部に投入される掘削残土・汚泥を移送し、高圧ジェットノズルを回転金網体の内面の水面浮上位置に向けて設けておき、高圧ジェット水を噴射することにより掘削残土・汚泥中の粘土塊を破砕し且つ強制ろ過させるようにしたことを特徴とするものである。
【０００９】
上記掘削残土・汚泥の分離処理方法によると、掘削残土・汚泥は水中で洗浄されながら傾斜する回転金網体の排出側へ移送され、回転金網体の内面の水面浮上位置に向けて高圧ジェット水が噴射されて、その表面に付着する粘土や残土中の粘土塊を破砕して分離させ、更に強制的なろ過作用が行なわれ、且つ金網の目詰まりが防止される。これにより、粘土塊中のシルト、粘土分と砂成分とを高精度に且つ効率良く分離する。
【００１０】
又、本発明の請求項２の掘削残土・汚泥の分離処理方法は、請求項１記載の掘削残土・汚泥の分離処理方法において、回転金網体に投入する前に、掘削残土・汚泥を水に分散する残土前処理工程を設けたことを特徴とするものである。
【００１１】
上記掘削残土・汚泥の分離処理方法によると、粘土塊を多く含む掘削残土・汚泥をろ過するに当り、残土前処理工程にて掘削残土・汚泥を水に分散する。これにより、回転金網体内での高圧ジェット水の噴射による掘削残土・汚泥中の粘土塊の破砕と強制ろ過が一層円滑になり、より高精度で高能率に分離処理が実行される。
【００１２】
又、本発明の請求項３の掘削残土・汚泥の分離処理装置は、回転金網体を傾斜姿勢に配置するとともにその底部の一部又は全部を沈殿槽の水面に浸漬させるように配置し、これを回転することにより内部に投入される掘削残土・汚泥を移送するろ過手段と、高圧ジェットノズルを回転金網体の内面の水面浮上位置に向けて設け、高圧ジェット水を噴射することにより掘削残土・汚泥中の粘土塊を破砕し且つ強制ろ過させる高圧ジェット水の供給手段とを具備したことを特徴とするものである。
【００１３】
上記掘削残土・汚泥の分離処理装置によると、掘削残土・汚泥は水中で洗浄されながら傾斜する回転金網体の排出側へ移送され、回転金網体の内面の水面浮上位置に向けて高圧ジェット水が噴射され、その表面に付着する粘土や残土中の粘土塊を破砕して分離する。更に、回転金網体を目詰まりさせることなく強制的なろ過作用が連続して行なわれる。これにより、粘土塊中のシルト、粘土分と砂成分とを高精度に且つ効率良く分離させられる。
【００１４】
又、本発明の請求項４の掘削残土・汚泥の分離処理装置は、請求項３記載の掘削残土・汚泥の分離処理装置において、ろ過手段の前に、掘削残土や汚泥を水槽にて水に分散する残土前処理手段を設けたことを特徴とするものである。
【００１５】
本発明の請求項４によると、粘土塊を多く含む掘削残土・汚泥をろ過するに当り、残土前処理手段にて粘土塊を多く含む掘削残土・汚泥を水槽にて水に分散する。これにより、回転金網体内での高圧ジェット水の噴射による掘削残土・汚泥中の粘土塊の破砕と強制ろ過が一層円滑に行なわれ、より高精度で高能率に分離処理を実行する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜５を参照して本発明の第１実施形態を説明する。図１は掘削残土・汚泥の分離処理装置１００を示す正面図である。建設現場等から排出される掘削残土１や汚泥３の分離処理装置１００は、この前に、掘削残土１や汚泥３を水に分散する残土前処理手段１０を備えている。上記残土前処理手段１０は、粘土塊を多く含む掘削残土１をろ過するに当り、そのままではろ過が難しいために、粘土塊をある大きさまでに分解するものである。この残土前処理手段１０は、そのためのものであり、粘土類が少ない場合は必ずしもこの残土前処理手段を必要としない。
【００１７】
上記残土前処理手段１０は、水槽５内に攪拌羽根１３を設け、これをモータＭにて低速回転するものである。水槽５内に清水Ｗ及び掘削残土１や汚泥３を投入し、一日程度の時間をかけて攪拌羽根１３で攪拌させ、粘土塊を多く含む掘削残土１を水に分散させる。この分散を促進するために、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、ヘキサメタリン酸ナトリウム、などの分散剤を使用することもある。この残土前処理手段１０では、残土以外の異物である「木屑、紙屑」などの水より比重の小さいものを浮上させ、除去することもできる。尚、上記残土前処理手段１０は、水槽５内の攪拌羽根１３に替えて噴射ノズルを設け、これで粘土塊に水をかけても良い。又、単に水槽５だけとしこの中に粘土塊を投入して水に分散させるものでも良い。
【００１８】
上記水槽５内に配置した配管１５には、吐出ポンプＰを備え、この吐出ポンプＰにより、水槽５内で分散した掘削残土１や汚泥３の混濁水を次の分離処理装置１００に送り込む。勿論、上記残土前処理手段１０を省略する場合は、掘削残土１や汚泥３を分離処理装置１００に直接投入する。
【００１９】
上記分離処理装置１００は、回転ドラム２１のろ過手段２２と、高圧ジェット水Ｗ１の供給手段４０と、砂６０の搬出部材５０と、「シルト７０、粘土粒子８０」を沈殿させる複数の沈殿槽２０，２０Ａ，２０Ｂからなる。上記沈殿槽２０は、上面が開口した箱型をなし、この上部に円筒状の回転ドラム２１を横向きに配置している。上記回転ドラム２１は、多少の傾斜姿勢（投入側を高くした傾斜角が５〜２０度前後）にして支持ローラ２３，２５に回転可能に支持されている。上記支持ローラ２５が回転力を伝達する駆動源（図示なし）に接続され、ゆっくりした回転数で上記回転ドラム２１を時計方向Ａに回転する。尚、上記回転ドラム２１の回転速度及び傾斜角（勾配）は、掘削残土１や汚泥３の種類や供給量により任意に変更される。
【００２０】
上記回転ドラム２１は、その外周面に金網ろ過部材となる金網フイルタ２７を筒状に張設しており、全体で回転金網体３０を構成している。そして、回転金網体３０は、底部の一部又は全部を沈殿槽２０の水面Ｗ２に浸かるように配置されている。尚、図３に示すように、上記金網ろ過部材となる金網フイルタ２７は、２０μｍ以上で２００μｍ以下の空間を有する１種類または数種類の構造体である。勿論、出来る限り掘削残土１や汚泥３を再生土として有効利用するには、空間が小さいものが望ましいが、目詰まりを考慮すると、７５μｍを基準として５０μｍ以上で１００μｍ以下が望ましい。そして、上記金網フイルタ２７の内側面に破損防止用の例えば、１５０メッシュ以下の保護金網体２９を設けるのが望ましい。上記金網フイルタ２７の空間を５０μｍ以上で１００μｍ以下とし、保護金網体２９の空間を１５０メッシュ以下とする理由は、図４に示すように、礫から粗砂が「２ｍｍ」、細砂が「０．２ｍｍ〜０．０２ｍｍ」、シルトが「０．０２ｍｍ」、粘土が「０．００２ｍｍ」の粒体径を持つことから決定される。
【００２１】
上記回転ドラム２１である回転金網体３０の内部には、高圧ジェット水Ｗ１の供給手段４０を備えている。配管４３を回転金網体３０の軸心方向「Ｏ」へ向けて固定し、この配管４３上に複数の高圧ジェットノズル４１が取付けられている。そして、高圧ジェットノズル４１から噴射する高圧ジェット水Ｗ１の噴射方向Ｌを回転金網体３０の左斜め下方としている。上記高圧ジェットノズル４１は、高圧ポンプＨＰを備え、水Ｗを１０ｋｇｆ／ｃｍ2 程度の高圧ジェット水Ｗ１にして供給している。尚、上記水圧は１０ｋｇｆ／ｃｍ2 に限定されず、金網フイルタ２７の空間の大きさにより任意に調節される。
【００２２】
上記高圧ジェット水Ｗ１の噴射方向Ｌを回転金網体３０の左斜め下方で外径方向とした理由は、上記回転金網体３０の底部が沈殿槽２０の水面Ｗ２に浸かり、この時計方向Ａへの回転に対して水面Ｗ２から浮上したばかりの回転金網体３０の内面に向けて噴射し、効率良く掘削残土・汚泥中の粘土塊を破砕し且つ強制ろ過させるとともに、金網フイルタ２７の目詰まりを防止するためである。特に、回転金網体３０の底部は、水面Ｗ２内にあるように設けられる。こうすると、掘削残土１は水中で洗浄されながら傾斜する回転金網体３０の排出側へと移送されることになる。
【００２３】
上記回転金網体３０に投入された掘削残土１や汚泥３は、回転金網体３０の回転で粘土塊を破砕・ろ過されつつ排出側の内周に設けた回収部材３３へと転動しながら移送される。上記回収部材３３は、回転金網体３０の回転によりシルトや粘土成分を除去した砂６０を上方へ持ち上げ、この砂６０を排出側に挿入配置した搬出部材５０上に落下させる。そして、搬出部材５０は砂６０を外部へ搬出する。
【００２４】
又、上記回転金網体３０の下方に設置した沈殿槽２０は、回転金網体３０の金網フイルタ２７を通過した泥水Ｗ３（シルト７０，粘土粒子８０を含む）を回収し、ここで自然沈殿させる。又、水面Ｗ２からオーバーフローした泥水Ｗ３は、次の沈殿槽２０Ａへ流出し、ここでオーバーフローした泥水Ｗ３´は、次の沈殿槽２０Ｂへ流出してシルト７０，粘土粒子８０を完全に除去され清水Ｗとされる。この清水Ｗは、高圧ジェット水Ｗ１や水槽５へポンプＰ１や高圧ポンプＨＰにより供給されて再利用される。
【００２５】
以下、上記掘削残土・汚泥の分離処理装置の構成を基に分離処理方法を説明する。図１及び図５に示す掘削残土・汚泥の分離処理方法のフローチャートにより説明する。先ず、掘削残土１・汚泥３を「残土前処理工程」（ａ）の残土前処理手段１０へ投入して掘削残土・汚泥を水槽５にて攪拌して水に分散する。又、粘土塊の少ない掘削残土１のときは、直接に回転金網体３０へ「残土投入」（ｂ）する。回転金網体３０へ投入した掘削残土１・汚泥３は、高圧ジェットノズル４１からの「ジェット水噴射」（ｃ）と回転金網体３０の回転による転動により、「粘土塊の破砕・ろ過」（ｄ）を強制的に効率良く行なう。
【００２６】
即ち、掘削残土・汚泥中に高圧ジェット水Ｗ１が噴射され、その表面に付着する粘土や残土中の粘土塊を破砕分離し、金網ろ過部材である回転金網体３０の金網フイルタ２７に対しても高圧ジェット水Ｗ１が噴射され、目詰まりを生じることなく強制的にろ過作用を維持し、粘土塊中のシルト、粘土分と砂成分とを高精度に且つ効率良く分離する。これで、回転金網体３０を強制的に通過した泥水Ｗ３を沈殿槽２０にて沈殿させ泥水中に含む「シルト・粘土」（ｅ）を回収する。又、回転金網体３０の排出側に備える搬出部材５０から「礫，粗砂，細砂」（ｆ）を回収する。尚、上記礫，粗砂，細砂は、例えば破砕機等により粒度調節されて、再利用される。
【００２７】
上記沈殿槽２０，２０Ａ，２０Ｂにて泥水Ｗ３を沈殿させて「シルト・粘土」（ｅ）を沈殿回収するとともに、清水Ｗも回収される。この清水Ｗは、前処理手段１０の水槽５や回転金網体３０への高圧ジェット水Ｗ１として再利用される。又、シルト・粘土は、別工程であるフイルタ・プレス等で脱水処理した後、本願出願人の技術である掘削残土（シルト・粘土）を熱風乾燥させた後に粉砕し、これをプラスチック材と混練、溶融させて溶融体とし、これを冷却固化させて残土とプラスチック成形体とする方法により再利用することができる。又、別の処理方法としてセメントで固化させ、再生土として利用する方法等がある。
【００２８】
上記第１実施形態によると、以下のような効果を奏することができる。先ず、回転金網体３０内に投入された掘削残土１や汚泥３に高圧ジェット水Ｗ１を噴射し、残土中の粘土塊を破砕し且つ金網ろ過部材で強制ろ過させるから、掘削残土・汚泥中やその表面に付着する粘土塊を破砕して分離させ、更に金網ろ過部材に対しても高圧ジェット水Ｗ１の一部が噴射されて、強制的なろ過作用を行ない、且つ金網の目詰まりを防止し、粘土塊中のシルト７０、粘土分８０と砂成分６０とを高精度に且つ効率良く分離できる。
【００２９】
また、回転金網体３０を通過した泥水を沈殿槽５にて沈殿させるから、高圧ジェット水Ｗ１により強制的に通過させられた泥水Ｗ３を沈殿槽２０，２０Ａ，２０Ｂにて沈殿させて効率良くシルト７０，粘土８０を回収することができる。
【００３０】
また、回転金網体３０に投入する前に、掘削残土・汚泥を水槽５にて水に分散する残土前処理工程を設けたから、この残土前処理工程にて掘削残土１・汚泥３中の粘土塊を分解して水に分散し、回転金網体３０内での高圧ジェット水Ｗ１の噴射による掘削残土・汚泥中の粘土塊の破砕と強制ろ過とが一層円滑に行なわれ、より高精度で高能率に分離処理が行なえる効果がある。
【００３１】
また、ろ過手段２２の金網フイルタ２７を通過した泥水Ｗ３を沈殿させる沈殿槽２０を具備したから、高圧ジェット水Ｗ１により強制的に通過させられた泥水Ｗ３を沈殿槽２０にて沈殿させて効率良くシルト７０，粘土８０を回収することができる効果がある。
【００３２】
また、残土前処理手段１０を設けたから、粘土塊を多く含む掘削残土１・汚泥３に対して粘土塊を多く含む掘削残土１・汚泥３を水槽５にて攪拌して水に分散し、金網ろ過部材である回転金網体３０内での高圧ジェット水Ｗ１の噴射による掘削残土・汚泥中の粘土塊の破砕と強制ろ過が一層円滑になり、より高精度で高能率に分離処理が行なえる効果がある。
【００３３】
本発明は、上記第１実施形態に限定されることなく発明の要旨内において、設計変更をなし得ること勿論である。尚、図６に示す実施の形態は参考例であり、回転金網体３０への掘削残土１・汚泥３の供給を間欠にしたバッチ式としたものである。この場合は回転金網体３０は、水平姿勢に沈殿槽２０上に設置し、開閉部３５，開閉部３７の少なくとも一方を設け、２点鎖線３５´，３７´のように開口して投入・排出を行なう。その他の構成は上記第１実施形態と同一であり、同一符号を付して説明を省略する。
【００３４】
上記バツチ式の掘削残土・汚泥の分離処理装置１００´によると、上記図１，５に示す第１実施形態と同様の分離処理作用が行なえる。又、バツチ式により掘削残土・汚泥の分離処理を行なうと、少量の掘削残土１・汚泥３を間欠供給でき分離処理が効率良く行なえる。従って、少量の掘削残土・汚泥の分離処理に適した装置が得られる。
【００３５】
更に、図７に示す実施の形態は参考例であり、回転金網体３０を金網コンベア３０´とし、これに掘削残土１・汚泥３を連続供給する方式としたものである。この場合は金網コンベア３０´を沈殿槽２０上に長く設置する。従って、高圧ジェットノズル４１も金網コンベア３０´の横幅方向や前後方向に多数設置する。その他の構成は上記第１実施形態と同一であり、同一符号を付して説明を省略する。
【００３６】
上記金網コンベア式の掘削残土・汚泥の分離処理装置１００〃によると、上記図１，５に示す第１実施形態と同様の分離処理作用が行なえる。又、金網コンベア式としたので掘削残土１・汚泥３を連続供給でき、多量の掘削残土・汚泥の分離処理に適した装置が得られる。
【００３７】
その他、ろ過した泥水は沈殿槽２０にて処理せず、ホッパにて集めて別途処理又は再利用することもできる。
【００３８】
【効果】
以上のように、本発明の請求項１の掘削残土・汚泥の分離処理方法によると、掘削残土・汚泥は水中で洗浄されながら傾斜する回転金網体の排出側へ移送され、回転金網体の内面の水面浮上位置に向けて高圧ジェット水が噴射されて、その表面に付着する粘土や残土中の粘土塊を破砕して分離させ、更に強制的なろ過作用が行なわれ、且つ金網の目詰まりが防止される。これにより、粘土塊中のシルト、粘土分と砂成分とを高精度に且つ効率良く分離できる効果がある。
【００３９】
又、本発明の請求項２によると、回転金網体に投入する前に、掘削残土・汚泥を水に分散する残土前処理工程を設けたから、この残土前処理工程にて掘削残土・汚泥中の粘土塊を分解して水に分散し、回転金網体内での高圧ジェット水の噴射による掘削残土・汚泥中の粘土塊の破砕と強制ろ過とが一層円滑に行なわれ、より高精度で高能率に分離処理が行なえる効果がある。
【００４０】
又、本発明の請求項３によると、掘削残土・汚泥は水中で洗浄されながら傾斜する回転金網体の排出側へ移送され、回転金網体の内面の水面浮上位置に向けて高圧ジェット水が噴射され、その表面に付着する粘土や残土中の粘土塊を破砕して分離する。更に、回転金網体を目詰まりさせることなく強制的なろ過作用が連続して行なわれる。これにより、粘土塊中のシルト、粘土分と砂成分とを高精度に且つ効率良く分離させられる効果がある。
【００４１】
又、本発明の請求項４によると、掘削残土や汚泥を水槽にて分散する残土前処理手段を設けたから、粘土塊を多く含む掘削残土・汚泥に対して残土前処理手段にて掘削残土・汚泥を水槽にて水に分散し、回転金網体内での高圧ジェット水の噴射による掘削残土・汚泥中の粘土塊の破砕と強制ろ過が円滑になり、より高精度で高能率に分離処理が行なえる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施形態を示す図で分離処理装置の正面図である。
【図２】  本発明の第１実施形態を示す図で分離処理装置の断面図である。
【図３】  本発明の第１実施形態を示す図で回転金網体の一部断面図である。
【図４】  掘削残土・汚泥中の砂成分とその粗さを示す分布図である。
【図５】  本発明の第１実施形態を示す図で分離処理方法のフローチャート図である。
【図６】  本発明の参考例を示す図で分離処理装置の正面図である。
【図７】  本発明の参考例を示す図で分離処理装置の正面図である。
【符号の説明】
１掘削残土
３汚泥
５水槽
１０残土前処理手段
１３攪拌羽根
２０，２０Ａ，２０Ｂ沈殿槽
２１回転ドラム
２２ろ過手段
２３，２５支持ローラ
２７金網フイルタ
２９保護金網体
３０，３０´回転金網体
３３回収部材
４０供給手段
４１高圧ジェットノズル
４３配管
５０搬出部材
６０砂
７０シルト
８０粘土粒子
ＨＰ高圧ポンプ
Ｐ１ポンプ
Ｗ清水
Ｗ１高圧ジェット水
Ｗ２水面
Ｗ３，Ｗ３´泥水
１００，１００´，１００〃分離処理装置
【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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【図６】
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【図７】
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