(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
泥水を脱水処理して製造した脱水ケーキに固化剤を加えて混合し、改良土を製造する泥水処理方法において、
まず、自走式の車体(12a)にスクリューデカンタ形遠心分離式脱水機(14)と脱水ケーキ搬送装置(17)とを搭載してなる自走式脱水機(10)のスクリューデカンタ形遠心分離式脱水機(14)で泥水を脱水処理して脱水ケーキ(3)を製造し、次に、脱水ケーキ搬送装置(17)により外部に搬送し、自走式の車体(12b)に脱水ケーキホッパ(21)と、固化剤ホッパ(22)と、混合機(23)と、改良土搬送装置(24)とを搭載してなる自走式土質改良機(20)を前記自走式脱水機(10)よりも低い位置に配置して前記脱水ケーキホッパ(21)に前記搬送された脱水ケーキ(3)を投入し、この後、脱水ケーキホッパ(21)から供給する脱水ケーキと、固化剤ホッパ(22)から供給するセメント系固化剤(8)とを混合機(23)により混合して改良土(4)を製造し、この改良土(4)を改良土搬送装置(24)により外部に排出する作業を連続的に行い、作業者が自走式脱水機(10)に搭乗して一人で自走式脱水機(10)及び自走式土質改良機(20)の作業状況を監視することを特徴とする泥水処理方法。
【請求項２】
粒度の荒い土が混ざった、ベントナイトを含むベントナイト泥水から粒度の荒い土を除去する振動ふるいの工程で分離したベントナイト泥水の内の余剰泥水を脱水処理して脱水ケーキを製造し、脱水ケーキに固化剤を加えて混合し、改良土を製造する泥水処理方法において、前記振動ふるい(51)の工程の後に、車体(12a)にスクリューデカンタ形遠心分離式脱水機(14)と脱水ケーキ搬送装置(17)とを搭載してなる第１自走式脱水機(10)でベントナイト泥水(2a)を脱水処理して脱水ケーキ(3)を製造し、次に、この製造した脱水ケーキ(3)を脱水ケーキ搬送装置(17)により外部に搬送し、車体(12b)に脱水ケーキホッパ(21)と固化剤ホッパ(22)と混合機(23)と改良土搬送装置(24)とを搭載してなる第１自走式土質改良機(20)の前記脱水ケーキホッパ(21)に、前記搬送された脱水ケーキ(3)を投入すると共に、前記振動ふるい(51)の工程で分離された粒度の荒い土(9)を所定の搬送手段により投入し、この後、前記脱水ケーキホッパ(21)からの脱水ケーキ(3)及び粒度の荒い土(9)と、固化剤ホッパ(22)からのセメント系固化剤(8)とを混合機(23)により混合して改良土(4)を製造し、この改良土(4)を前記改良土搬送装置(24)により外部へ排出する作業と、前記第１自走式脱水機(10)により分離されたベントナイト泥水の内の余剰泥水を、車体(12a)に第２のスクリューデカンタ形遠心分離式脱水機(14)と第２の脱水ケーキ搬送装置(17)とを搭載してなる第２自走式脱水機(10a)の前記第２のスクリューデカンタ形遠心分離式脱水機(14)に供給し、さらに高分子凝集剤(6)を加えて脱水処理して脱水ケーキ(3)を製造し、次に、車体(12b)に第２の脱水ケーキホッパ(21)と第２の固化剤ホッパ(22)と第２の混合機(23)と第２の改良土搬送装置(24)とを搭載してなる第２自走式土質改良機(20a)の前記第２の脱水ケーキホッパ(21)に前記第２のスクリューデカンタ形遠心分離式脱水機(14)により製造した脱水ケーキ(3)を投入し、次に、前記第２の脱水ケーキホッパ(21)からの脱水ケーキ(3)と前記第２の固化剤ホッパ(22)からのセメント系固化剤(8)とを前記第２の混合機(23)により混合して改良土(4)を製造し、この改良土(4)を前記第２の改良土搬送装置(24)により外部に排出する作業とを連続的に行うことを特徴とする泥水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、泥水を脱水処理した脱水ケーキに固化剤を混合して土質材料として使用可能な土に改良する泥水処理システム及び泥水処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、各種工事から発生する残土や廃泥水の処分地の減少に対応し、工事現場で上記残土や廃泥水を土質材料として使用可能な品質の土に土質改良し、有効活用することが行われている。以下に、従来の泥水処理システム及び泥水処理方法の例を工事別に図６〜図８を参照して説明する。
【０００３】
図６は第１例の従来の砕石用洗砂泥水・脱水ケーキ処理工程フロー図である。砕石の洗浄装置３０から発生した泥水２は沈砂池３１で荒い砂を沈澱させ、その上澄みの泥水２を原水槽３２に送り、無機凝集剤槽３３からＰＡＣ（ポリ塩化アルミ）を供給して電荷中和させ、帯電をなくす。次に泥水２を混合凝集槽３４に送り、高分子凝集剤溶解槽１８から高分子凝集剤６を供給し、混合した後シックナー３５に送って泥水２を沈澱、濃縮させる。上澄みは循環水７として循環水槽３６を経て洗浄装置３０に送られ再利用される。シックナー３５で濃縮された泥水２はスラッジ槽４０を経てフィルタープレス４１に送られ、脱水処理されて脱水ケーキ３が製造される。フィルタープレス４１で分離された分離水５は分離水槽３７を経て洗浄装置３０で再利用される。脱水ケーキ３はセメント系固化剤８を加えて２軸ミキサ４２で混合し、改良土４を製造する。脱水ケーキはそのまま廃棄されたり、改良土４として土質材料に利用したりする。なお、以降の図中の○印のＰはポンプである。
【０００４】
図７は第２例の泥水シールド循環泥水・廃水処理工程フロー図である。掘進機５０から発生した荒い粒度の土９の混じったベントナイト泥水２ａは振動ふるい５１により荒い粒度の土９とベントナイト泥水２ａとに分離される。ベントナイト泥水２ａはサイクロン５２によりさらに粒度の荒いベントナイト泥水（７５μを越えるもの）２ａ1 と細かいベントナイト泥水（７５μ以下のもの）２ａ2 とに分離され、荒いベントテイト泥水２ａ1 は振動ふるい５１に送られ、細かベントナイト泥水２ａ2 は調整槽５３に送られる。調整槽５３から一部のベントナイト泥水２ａ2 は掘進機５０に送られ、再び利用されてコストの低減を図る。余剰のベントナイト泥水２ａ2 は余剰泥水槽５４を経てスラリ槽５５に送られる。スラリ槽５５で無機凝集剤槽３３から供給されたＰＡＣ（ポリ塩化アルミ）により電荷中和され、そのベントナイト泥水２ａ2 をフィルタープレス４１に送って脱水処理し、脱水ケーキ３を製造する。脱水ケーキ３と、振動ふるい５１により分離された粒度の荒い土９とにはセメント系固化剤８を加えて２軸ミキサ４２により混合し、改良土４を製造するか、あるいは脱水ケーキのまま廃棄する。フィルタープレス４１で分離された分離水５は分離水槽３７を経て中和処理等の排水処理が行われ、廃棄される。なお、スラリ槽５５とフィルタープレス４１との間で高分子凝集剤６を加えても良い。
【０００５】
図８は第３例の河川、湖沼の浚渫泥水処理工程フロー図である。浚渫船６０で浚渫した汚泥（ヘドロ）は貯泥槽６１により泥を沈澱させ、上澄みの泥水２をゴミ取りスクリーン６２に送り、ゴミを除去する。ゴミを除去した泥水２を泥水槽６３に送り、無機凝集剤槽３３からＰＡＣ（ポリ塩化アルミ）を供給して電荷中和させるとともに、消石灰６４を加えて泥水を濃縮して混合槽６５に送る。この工程に高分子凝集剤６を加えても良い。その後、フィルタープレス４１に送り、脱水処理して脱水ケーキ３を製造し、干潟造成や埋立に利用する。フィルタープレス４１で分離された分離水５は排水処理された後、放水される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のシステム及び方法においては、泥水を脱水処理して脱水ケーキを製造するのにフィルタープレスを用いている。フィルタープレスはフィルターを用いて脱水処理するため処理能力が低く、脱水機が大型化する。しかも、バッチ処理となるため作業効率が悪いという問題がある。その対策として特公第２８３６３４６号登録公報に開示されたものがある。すなわち、フィルタープレスの代わりにスクリューデカンタを用い、連続作業を可能にするものである。
【０００７】
しかしながら、上記のフィルタープレスを用いるものも、スクリューデカンタを用いるものも、共に定置式であり、その設置場所は一般的に複数の作業現場間の略中央に位置するようにしているので、各作業現場から離れた場所が多い。そのため、泥水の運搬や、改良土の運搬に時間とコストとを要し、作業効率が悪いという問題がある。また、作業現場に定置式の泥水処理装置を設置すると、作業現場の工事進行に伴って現場の作業エリアの各装置のレイアウトを変更する必要があり、変更の都度泥水処理装置を移設するための手間及び費用が嵩むという問題もある。
【０００８】
本発明は上記の問題点に着目し、作業現場に容易に設置でき、連続作業可能で、作業効率の高い泥水処理システム及び泥水処理方法を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
上記の目的を達成するために、本発明に係る第１発明は、泥水を脱水処理して製造した脱水ケーキに固化剤を加えて混合し、改良土を製造する泥水処理方法において、まず、自走式の車体(12a)にスクリューデカンタ形遠心分離式脱水機(14)と脱水ケーキ搬送装置(17)とを搭載してなる自走式脱水機(10)のスクリューデカンタ形遠心分離式脱水機(14)で泥水を脱水処理して脱水ケーキ(3)を製造し、次に、脱水ケーキ搬送装置(17)により外部に搬送し、自走式の車体(12b)に脱水ケーキホッパ(21)と、固化剤ホッパ(22)と、混合機(23)と、改良土搬送装置(24)とを搭載してなる自走式土質改良機(20)を前記自走式脱水機(10)よりも低い位置に配置して前記脱水ケーキホッパ(21)に前記搬送された脱水ケーキ(3)を投入し、この後、脱水ケーキホッパ(21)から供給する脱水ケーキと、固化剤ホッパ(22)から供給するセメント系固化剤(8)とを混合機(23)により混合して改良土(4)を製造し、この改良土(4)を改良土搬送装置(24)により外部に排出する作業を連続的に行い、作業者が自走式脱水機(10)に搭乗して一人で自走式脱水機(10)及び自走式土質改良機(20)の作業状況を監視している。
【００１４】
第１発明によれば、自走式脱水機と自走式土質改良機とを用いるため、任意の位置に容易に移動可能であり、作業現場近傍で泥水処理作業を行うことができる。したがって、泥水処理の泥水及び材料を運搬する時間や費用を削減して、泥水処理コストを低減できる。また、スクリューデカンタ形遠心分離式脱水機を用いたため脱水ケーキを連続的に製造でき、したがって、泥水の土質改良作業を連続的に行うことができ、泥水処理を効率的に行うことができる。また作業者は高所から自走式土質改良機の各装置の稼動状況も監視できるので、一人で自走式脱水機と自走式土質改良機との両方の装置を監視可能となる。これにより、作業者の人数を低減でき、労力の削減及び作業能率の向上を図ることができる。
【００１７】
第２発明は、粒度の荒い土が混ざった、ベントナイトを含むベントナイト泥水から粒度の荒い土を除去する振動ふるいの工程で分離したベントナイト泥水の内の余剰泥水を脱水処理して脱水ケーキを製造し、脱水ケーキに固化剤を加えて混合し、改良土を製造する泥水処理方法において、前記振動ふるいの工程の後に、車体にスクリューデカンタ形遠心分離式脱水機と脱水ケーキ搬送装置とを搭載してなる第１自走式脱水機でベントナイト泥水を脱水処理して脱水ケーキを製造し、次に、この製造した脱水ケーキを脱水ケーキ搬送装置により外部に搬送し、車体に脱水ケーキホッパと固化剤ホッパと混合機と改良土搬送装置とを搭載してなる第１自走式土質改良機の前記脱水ケーキホッパに、前記搬送された脱水ケーキを投入すると共に、前記振動ふるいの工程で分離された粒度の荒い土を所定の搬送手段により投入し、この後、前記脱水ケーキホッパからの脱水ケーキ及び粒度の荒い土と、固化剤ホッパからのセメント系固化剤とを混合機により混合して改良土を製造し、この改良土を前記改良土搬送装置により外部へ排出する作業と、前記第１自走式脱水機により分離されたベントナイト泥水の内の余剰泥水を、車体に第２のスクリューデカンタ形遠心分離式脱水機と第２の脱水ケーキ搬送装置とを搭載してなる第２自走式脱水機の前記第２のスクリューデカンタ形遠心分離式脱水機に供給し、さらに高分子凝集剤を加えて脱水処理して脱水ケーキを製造し、次に、車体に第２の脱水ケーキホッパと第２の固化剤ホッパと第２の混合機と第２の改良土搬送装置とを搭載してなる第２自走式土質改良機の前記第２の脱水ケーキホッパに前記第２のスクリューデカンタ形遠心分離式脱水機により製造した脱水ケーキを投入し、次に、前記第２の脱水ケーキホッパからの脱水ケーキと前記第２の固化剤ホッパからのセメント系固化剤とを前記第２の混合機により混合して改良土を製造し、この改良土を前記第２の改良土搬送装置により外部に排出する作業とを連続的に行う方法としている。
【００１８】
第２発明によれば、第１自走式脱水機、第１自走式土質改良機、及び第２自走式脱水機、第２自走式土質改良機を用いるため、任意の位置に容易に移動可能である。例えば、第１自走式脱水機と第１自走式土質改良機は振動ふるい近傍で作業でき、また第２自走式脱水機と第２自走式土質改良機はベントナイト泥水の余剰泥水を貯溜する余剰泥水槽の近傍でそれぞれ作業できるので、各作業効率を向上することができる。また、スクリューデカンタ形遠心分離式脱水機を用いたため脱水ケーキを連続的に製造でき、したがって、泥水加圧シールド工事の泥水処理作業を連続的に、効率的に行うことができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に係る泥水処理システム及び泥水処理方法の実施形態について、図面を参照して詳述する。
【００２０】
図１は泥水処理システム１の側面図である。泥水処理システム１は、自走式脱水機１０と自走式土質改良機２０とにより構成されている。
自走式脱水機１０には履帯式走行装置１１ａを有する車体１２ａが設けられ、車体１２ａの後端部には泥水ホッパ１３が、ほぼ中央部にはスクリューデカンタ形遠心分離式の脱水機１４が搭載されている。また、車体１２ａの前部には動力部１５と作業者の搭乗する搭乗床１６とを備えている。脱水機１４の下方には脱水ケーキ搬送装置（ベルトコンベア）１７が配設され、脱水ケーキ３を車体１２ａの前方に排出するようになっている。
自走式土質改良機２０は履帯式走行装置１１ｂを有する車体１２ｂの後部に脱水ケーキホッパ２１を搭載し、ほぼ中央部の上部に固化剤ホッパ２２を、下部に混合機２３を搭載している。車体１２ｂの前部には、動力部１５及び搭乗床１６が設けられている。混合機２３の下方にはベルトコンベア等の改良土搬送装置２４が配設され、改良土４を車体１２ｂの前方に排出するようになっている。自走式土質改良機２０は自走式脱水機１０よりも高さＨだけ低い位置に配置され、自走式土質改良機２０の脱水ケーキホッパ２３は自走式脱水機１０の脱水ケーキ搬送装置１７の排出部の下方に位置している。
【００２１】
次に、作動について説明する。被処理泥水２を自走式脱水機１０の泥水ホッパ１３に投入すると脱水機１４は泥水を脱水処理し、水分を多く含んだ脱水ケーキ３として脱水機１４の前方下部より排出する。分離された分離水５は脱水機１４の後方下部より車外に排出される。脱水ケーキ３は脱水ケーキ搬送装置１７で搬送され自走式土質改良機２０の脱水ケーキホッパ２１に投入される。投入された脱水ケーキ３は、固化剤ホッパ２２から所定量のセメント系固化剤を供給され、混合機２３で混合されて所定の品質の改良土４として製造される。混合機２３から供給された改良土４は、改良土搬送装置２４により外部へ排出される。上記の一連の作業は連続的に行われる。
【００２２】
以上説明したように、本発明に係る泥水処理システム１は自走式脱水機１０及び自走式土質改良機２０により構成されているため。任意の位置に移動可能である。したがって、作業現場近傍の作業効率の良い場所に設置することができ、材料運搬等の費用及び時間を大幅に節減できる。これにより、脱水処理作業を効率的に低コストで行える。
また、脱水機１４はスクリューデカンタ形遠心分離式であるため、小型で、連続作業が容易に可能となり、よって作業効率を向上でき、また自走式脱水機１０を小型化できるので自走式脱水機１０の現場間輸送及び現場内移動が容易にできるようになる。
さらに、自走式脱水機１０を自走式土質改良機２０よりも高所に配置したため、作業者は自走式脱水機１０の搭乗床１６に搭乗することにより、自走式土質改良機２０側の各機器の稼動状況も容易に監視できる。したがって、作業者が一人で両方の作業状況の監視が可能で、労力を節減でき、作業効率向上が図れる。
【００２３】
以下に、上述の脱水処理システムを用いた泥水処理方法について、工事別に図２〜図５を参照して詳述する。
図２は第１実施形態の砕石用洗砂泥水・脱水ケーキ処理工程フロー図である。砕石の洗浄装置３０から発生した泥水２は沈砂池３１で荒い砂を沈澱させ、その上澄みの泥水２を原水槽３２に送り、無機凝集剤槽３３からＰＡＣを供給して電荷中和させて帯電をなくす。次に、原水槽３２の泥水２を混合凝集槽３４に送り、高分子凝集剤槽１８から高分子凝集剤６を供給し、混合した後シックナー３５に送って泥水を濃縮させる。シックナー３５の上澄みの水は循環水７として循環水槽３６に送られ、洗浄装置３０で再利用される。シックナー３５で沈澱、濃縮した泥水２は自走式脱水機１０に送られ脱水ケーキ３を製造し、分離水５は分離水槽３７に送られて洗浄装置３０で再利用される。脱水ケーキ３は自走式土質改良機２０においてセメント系固化剤８を加えられて混合され、改良土４が製造される。
【００２４】
図３は、第２実施形態の砕石用洗砂泥水・脱水ケーキ処理工程フロー図である。第１実施形態と同一構成要素には同一符号を付して説明は省略し、異なる部分について説明する。
洗浄装置３０から沈砂池３１を経た泥水２はシックナー３５に送られ、ここで無機凝集剤槽３３からＰＡＣの供給を受けて電荷中和される。シックナー３５の上澄みの水は循環水７として洗浄装置３０で再利用される。シックナー３５で沈澱、濃縮された泥水２は自走式脱水機１０に送られ、自走式脱水機１０に搭載された高分子凝集剤溶解槽１８から高分子凝集剤６の供給を受け、脱水ケーキ３が製造される。自走式脱水機１０で分離された分離水５は分離水槽３７を経て洗浄装置３０に送られ、洗浄水として再利用される。
【００２５】
次に、第３実施形態を説明する。図４は、第３実施形態の泥水シールド循環泥水・排水処理工程フロー図である。
同図において、掘進機５から発生した荒い粒度の土９を含んだベントナイト泥水２ａは振動ふるい５１により荒い粒度の土９とベントナイト泥水２ａとに分離される。ベントナイト泥水２ａは第１自走式脱水機１０に送られ、粒度の荒いベントナイト泥水（７５μを越えるもの）２ａ1 と、粒度の細かいベントナイト泥水（７５μ以下のもの）２ａ2 とに分離される。粒度の荒いベントナイト泥水２ａ1 は第１自走式脱水機１０で脱水ケーキ３として第１自走式土質改良機２０に供給される。分離された粒度の細かいベントナイト泥水２ａ2 は調整槽５３に送られ、一部は掘進機５０に送られて再利用され、コストの低減が図られる。余剰泥水は余剰泥水槽５４を経て第２自走式脱水機１０ａに送られ、第２自走式脱水機１０ａに搭載された高分子凝集剤溶解槽１８から高分子凝集剤６を加えて脱水ケーキ３を製造する。脱水ケーキ３は第２自走式土質改良機２０ａに供給されて改良土４が製造される。第２自走式脱水機１０ａで分離された分離水５は分離水槽３８を経て中和処理等の排水処理がなされ、廃棄される。
【００２６】
次に、第４実施形態を示す。図５は第４実施形態の河川、湖沼の浚渫泥水処理工程フロー図である。
同図において、浚渫船６０で浚渫した汚泥（ヘドロ）は貯泥槽６１により泥を沈澱させ、上澄みの泥水２をゴミ取りスクリーン６２に送ってゴミを除去する。ゴミを除去された泥水２は泥水槽６３で攪拌され、自走式脱水機１０に送られ、自走式脱水機１０に搭載された高分子凝集剤溶解槽１８から高分子凝集剤６の供給を受けて濃縮され、脱水ケーキ３が製造される。脱水ケーキ３は自走式土質改良機２０に送られ、改良土４が製造されて干潟造成や埋立等に利用される。自走式脱水機１０で分離された分離水５は排水処理されて放水される。
【００２７】
以上詳述したように、本発明に係る泥水処理システム及び泥水処理方法によれば、自走式脱水機及び自走式土質改良機を用いて連続的に泥水処理を行うため、作業現場近傍等の作業効率の良い場所に自走式脱水機及び自走式土質改良機をそれぞれ適宜移動させて設置することが可能となる。したがって、泥水処理の作業効率を向上でき、作業コストを低減できる。
また、作業現場の工事進行に伴って各装置のレイアウトを変更する際に、自走式脱水機及び自走式土質改良機をその最適な位置に自走させて設置することができるので、レイアウト変更も非常に容易となり、効率的な作業ができる。
さらに、本泥水処理システム即ち自走式脱水機及び自走式土質改良機の直列配置システムを複数並列に配置して処理させることにより、大量に処理でき、あるいは原材料別に分けて同時進行で処理でき、泥水処理量及び用途等に応じてフレキシブルに対応可能となる。したがって、汎用的に用いることができる。
また、自走式脱水機及び自走式土質改良機が履帯式走行装置を有するので、工事現場では一般的な不整地でも容易に走行でき、走行性及び作業性がよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の泥水処理システムの側面図である。
【図２】第１実施形態の砕石用洗砂泥水・脱水ケーキ処理工程フロー図である。
【図３】第２実施形態の砕石用洗砂泥水・脱水ケーキ処理工程フロー図である。
【図４】第３実施形態の泥水シールド循環泥水・排水処理工程フロー図である。
【図５】第４実施形態の浚渫泥水処理工程フロー図である。
【図６】従来の第１例の砕石用泥水・脱水ケーキ処理工程フロー図である。
【図７】従来の第２例の泥水シールド循環泥水・排水処理工程フロー図である。
【図８】従来の第３例の浚渫泥水処理工程フロー図である。
【符号の説明】
１：泥水処理システム、２：泥水、２ａ：ベントナイト泥水、３：脱水ケーキ、４：改良土、５：分離水、６：高分子凝集剤、７：循環水、８：セメント系固化剤、９：荒い粒度の土、１０，１０ａ：自走式脱水機、１１ａ，１１ｂ：履帯式走行装置、１２ａ，１２ｂ：車体、１３：泥水ホッパ、１４：脱水機、１５：動力部、１６：搭乗床、１７：脱水ケーキ搬送装置、１８：高分子凝集剤溶解槽、２０，２０ａ：自走式土質改良機、２１：脱水ケーキホッパ、２２：固化剤ホッパ、２３：混合機、２４：改良土搬送装置。
【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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【図８】
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