(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象となる泥水域内に浸漬状とした泥水供給装置部によって所定粒度以下に分離した一次処理済み泥水を、泥水移送管を通じてレシーバータンク上部の泥水流入口まで吸引、誘導し、同レシーバータンク内にそれら一次処理済み泥水を貯留せしめた後、当該レシーバータンク内を減圧装置部によって減圧下に保持したまま、同レシーバータンク最下位に設けた泥水排出口を開放し、自重によって一次処理済み泥水を自然落下させ、それら一次処理済み泥水を気泡混入状化してその下方に配した泥水受け部内に投入、貯留し、一次処理済み泥水内粒子の比重分離を極力阻止しながら瀘過装置部で脱水処理し、メッシュアンダーの泥水粒子も積極的に脱水、固化し得るようにしたことを特徴とする泥水の固液分離方法。
【請求項２】
レシーバータンクを複数個用意し、泥水供給装置部によって所定粒度以下に分離した一次処理済み泥水を、泥水移送管を通じて一のレシーバータンク上部の泥水流入口まで吸引、誘導し、同レシーバータンク内にそれら一次処理済み泥水の所定量を貯留せしめた後、当該レシーバータンク内を減圧装置部によって減圧下に保持したまま、同レシーバータンク最下位に設けた泥水排出口を開放し、自重によって一次処理済み泥水を自然落下させ、それら一次処理済み泥水を気泡混入状化してその下方に配した泥水受け部内に投入、貯留し、一次処理済み泥水内粒子の比重分離を極力阻止しながら瀘過装置部で脱水処理している間に、残る他の一のレシーバータンク内にも順次、上記同様に一次処理済み泥水を所定量に達するまで貯留せしめ、当該レシーバータンク内を減圧下に保持したまま、同レシーバータンク最下位に設けた泥水排出口を開放し、自重によって一次処理済み泥水を自然落下させ、それら一次処理済み泥水を気泡混入状化してその下方に配した泥水受け部内に投入、貯留し、一次処理済み泥水内粒子の比重分離を極力阻止しながら瀘過装置部で脱水処理を実施していく工程を並行、実施し、先の一のレシーバータンク内の一次処理済み泥水の脱水処理を終えると、引き続き、他のレシーバータンクも次々と泥水受け部内に貯留した気泡混入状の一次処理済み泥水を瀘過装置部で脱水処理を実施する工程を並行、実施していくようにすると共に、空となった先のレシーバータンク内には再び一次処理済み泥水を所定量に達するまで貯留せしめる工程を並行、実施するようにし、以下同様の工程を各レシーバータンク毎に順次繰り返すことにより、処理対象となる泥水域内の泥水の固液分離を連続処理し得るようにしたことを特徴とする泥水の固液分離方法。
【請求項３】
所定粒度以下の泥水に分離した一次処理済み泥水として吸引可能とする泥水供給装置部と、下方が漏斗状に形成された縦型タンクであって、その上方には前記泥水供給装置部と同タンク泥水流入口との間を繋ぐ泥水移送管、および減圧装置部から延びる脱気管が夫々開閉弁を介して接続されると共に、下方最下位部分から開閉弁を介して下方に向けて形成した泥水排出口を有するレシーバータンクと、該レシーバータンク泥水排出口の下方所定距離を置いた位置に配される舟底状構造の泥水受け部と、該泥水受け部に平行状配置であってその外表面の一部が同内部に露呈した状態となるよう組み合わされ、前記レシーバータンク泥水排出口から放出、貯留されている気泡混入状の一次処理済み泥水に接触状としたままの回転を可能とするサクションドラムスクリーンを有する瀘過装置部とからなり、気泡混入状とした一次処理済み泥水に接触、回転する瀘過装置部のサクションドラムスクリーン内を減圧することにより、一次処理済み泥水内粒子を極力比重分離させないようにして、メッシュアンダーの泥水粒子も積極的に脱水、固化するようにした、請求項１記載の泥水の固液分離方法に使用する泥水処理装置。
【請求項４】
所定粒度以下の泥水に分離した一次処理済み泥水として吸引可能とする泥水供給装置部と、下方が漏斗状に形成された縦型タンクであって、その上方には前記泥水供給装置部と同タンク泥水流入口との間を繋ぐ泥水移送管、および減圧装置部から延びる脱気管が夫々開閉弁を介して接続されると共に、下方最下位部分から開閉弁を介して下方に向けて形成した泥水排出口を有するレシーバータンク２台以上と、これら各レシーバータンク泥水排出口の下方所定距離を置いた位置に配される舟底状構造の泥水受け部と、該泥水受け部に平行状配置であってその外表面の一部が同内部に露呈した状態となるよう組み合わされ、前記レシーバータンク泥水排出口から放出、貯留されている気泡混入状の一次処理済み泥水に接触状としたままの回転を可能とするサクションドラムスクリーンを有する瀘過装置部とからなり、１台目のレシーバータンクの泥水排出口を開放して放出され、泥水受け部に貯留している気泡混入状とした一次処理済み泥水に接触、回転する瀘過装置部のサクションドラムスクリーン内を減圧すると共に、他のレシーバータンク内への一次処理済み泥水の吸引、貯留を並行、実施する処理を交互に繰り返すことにより、泥水受け部内に連続して気泡混入状とした一次処理済み泥水を供給、貯留するようにし、一次処理済み泥水内粒子を極力比重分離させないようにしながら、メッシュアンダーの泥水粒子も積極的に脱水、固化する泥水の固液分離が継続、実施し得るようにした、請求項２記載の泥水の固液分離方法に使用する泥水処理装置。
【請求項５】
複数台のレシーバータンクの中の２台に対し、１台の割合で泥水供給装置部が組み合わされ、該泥水供給装置部から延びる泥水移送管を、その中途に制御弁を介して二股状に分岐させた上、対応するレシーバータンクに接続したものとすることにより、複数台のレシーバータンクの中の２台毎に、当該制御弁の作動で一方のレシーバータンクへの泥水供給装置部からの所定量の一次処理済み泥水の供給を優先させ、同レシーバータンクへの供給を終えた後、他方のレシーバータンクへの供給を開始する一次処理済み泥水の供給が自動的に交互に繰り返されるようにした、請求項４記載の泥水処理装置。
【請求項６】
瀘過装置部のサクションドラムスクリーン内を減圧する吸引瀘過用減圧装置部の排出口に汚水移送管を接続、延伸して沈殿式汚水溜め槽まで誘導し、同槽内で汚水を再瀘過した上、移送ポンプによって現場に循環させ、掘削液等として再利用するようにしてなる、請求項３ないし５何れか記載の泥水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の目的】
この発明は、杭施工、下水管等の地下管路施工時に排出される泥水処理に関するものであって、施工過程で大量に排出する懸濁状の泥水の液質分と土質分とを、その施工現場において効率的に分離する新規な処理方法、およびそれを利用した新規な構造の泥水処理装置を提供しようとするものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に既製杭の埋設施工時や下水管の地下管路構築時には、埋設施工効率を向上せしめるため、堀削液を地中の埋設個所へ流し込む作業を採用すると共に、土質と杭等埋設物との安定化を考慮して、水の他、セメント、ベントナイトや水溶性高分子等の水溶液を堀削時に安定液として前記杭や下水管の外周面へ流し込む場合もあること等から、この種施工時には、水溶液と掘削残土とが混合して懸濁状となった多量の泥水が排出されることになる。
【０００３】
この泥水は、多量の水分によって微細な粘土等の非溶解性微粒子が混濁したスラリー状の水溶液であり、なお且つ、場合によってはセメント等が混入していることもあるため、そのままの状態で現場に放置する訳にはいかず、したがって、これら泥水を所定の廃棄処理施設へ運送、処分しなければならなかったが、その運送手段に、通常、ダンプ等の車両が用いられるため、スラリー状泥水のままでの運送が困難であり、脱水作業や乾燥作業、あるいは所定の固化剤を添加して固液化する作業等に余計な時間と経費とを費やし、それら泥水の含水率を低下させて運送可能な塊状体とした上、ダンプカー等の運搬車によって然るべき廃棄施設へ運送するようにしていた。
【０００４】
しかし、これら施工時に排出される泥水には５０重量％以上にも上る含水率を有するものが多く、これを上記のような手段によって処理して運搬可能な程度の含水率にまで乾燥させようとすると、特に貯水池において自然乾燥する方法では、あまりにも日数が掛かり過ぎて非効率的であって実用的ではなく、また固化剤を使用して固液化する手段を採用する場合にあっては、合成有機高分子等を含有した新たな薬液を泥水に混入して硬化させているため、この合成有機高分子等を含有する塊状体を埋め立てその他の用途に再利用することは難しく、また処分の仕方によっては新たな公害発生の原因にも成り兼ねないという問題を生じてしまうことも懸念される。
【０００５】
そこで、最近のこの種施工現場においては、非建設的な部分への設備投資となって施工費用の高騰を招くものの、社会的な要請に応えるため、脱水機や乾燥機等といった機械を導入し、できるだけ効率的にそれら泥水を運搬可能な性状にまで固化する努力がなされてきており、そのための機械装置として、例えば平成４年特許出願公開第４００６号「脱水処理装置」や平成７年特許公告第１０２２８８号「回転ドラム式濾過装置」等の発明で、固液分離を効率化しようとする提案がなされている。
しかし、それら従前から提案されている技術の多くは、専ら泥水の固液分離に係る機械装置部分の改良開発に関するものであって、施工現場で大量に発生する泥水を最初から最後まで連続処理できるようにする提案がなされておらず、目詰まりや固形物の付着を阻止するためのメインテナンス、あるいは泥水の供給容量等の関係で、所定タイミング毎に固液分離作業を中断しなければならないという不都合を抱えるものが殆どであった。
【０００６】
この発明は、以上のような状況にに鑑み、既製杭の埋設施工や下水管の地下管路構築施工等といった現場作業の進行に連れて発生する泥水の放出に並行させ、順次連続的に固液分離作業が可能となる泥水処理装置の必要性を痛感し、鋭意開発、研究を継続してきた結果、遂に、以下において詳述するとおりの構成からなる新規な泥水の固液分離方法と、その方法を利用した新規な構造からなる泥水処理装置とを実現化するに至ったものであり、その構成を、代表的な実施例と共に具体的に示していくこととする。
【０００７】
【発明の構成】
図面に示すこの発明を代表する実施例を参照すればより明確に把握されるように、この発明の根底をなす泥水の固液分離方法は、基本的に以下のとおりの構成を要旨とするものである。
即ち、処理対象となる泥水域内に浸漬状とした泥水供給装置部によって所定粒度以下に分離した一次処理済み泥水を、泥水移送管を通じてレシーバータンク上部の泥水流入口まで吸引、誘導し、同レシーバータンク内にそれら一次処理済み泥水を貯留せしめた後、当該レシーバータンク内を減圧装置部によって減圧下に保持したまま、同レシーバータンク最下位に設けた泥水排出口を開放し、自重によって一次処理済み泥水を自然落下させ、それら一次処理済み泥水を気泡混入状化してその下方に配した泥水受け部内に投入、貯留し、一次処理済み泥水内粒子の比重分離を極力阻止しながら瀘過装置部で脱水処理し、メッシュアンダーの泥水粒子も積極的に脱水、固化し得るようにした構成を要旨とする泥水の固液分離方法とすることができる。
【０００８】
さらに、より望ましい態様の構成からなるものとしてこの発明が包含する泥水の固液分離方法は、レシーバータンクを複数個用意し、泥水供給装置部によって所定粒度以下に分離した一次処理済み泥水を、泥水移送管を通じて一のレシーバータンク上部の泥水流入口まで吸引、誘導し、同レシーバータンク内にそれら一次処理済み泥水の所定量を貯留せしめた後、当該レシーバータンク内を減圧装置部によって減圧下に保持したまま、同レシーバータンク最下位に設けた泥水排出口を開放し、自重によって一次処理済み泥水を自然落下させ、それら一次処理済み泥水を気泡混入状化してその下方に配した泥水受け部内に投入、貯留し、一次処理済み泥水内粒子の比重分離を極力阻止しながら瀘過装置部で脱水処理している間に、残る他の一のレシーバータンク内にも順次、上記同様に一次処理済み泥水を所定量に達するまで貯留せしめ、当該レシーバータンク内を減圧下に保持したまま、同レシーバータンク最下位に設けた泥水排出口を開放し、自重によって一次処理済み泥水を自然落下させ、それら一次処理済み泥水を気泡混入状化してその下方に配した泥水受け部内に投入、貯留し、一次処理済み泥水内粒子の比重分離を極力阻止しながら瀘過装置部で脱水処理を実施していく工程を並行、実施し、先の一のレシーバータンク内の一次処理済み泥水の脱水処理を終えると、引き続き、他のレシーバータンクも次々と泥水受け部内に貯留した気泡混入状の一次処理済み泥水を瀘過装置部で脱水処理を実施する工程を並行、実施していくようにすると共に、空となった先のレシーバータンク内には再び一次処理済み泥水を所定量に達するまで貯留せしめる工程を並行、実施するようにし、以下同様の工程を各レシーバータンク毎に順次繰り返すことにより、処理対象となる泥水域内の泥水の固液分離を連続処理し得るようにした泥水の固液分離方法である。
【０００９】
所定粒度以下に分離した一次処理済み泥水は、現場施工段階で放出される砂利や土塊、ゴミ等の異物の外、従前から周知され、あるいは公知となっているストレーナーによつて比較的簡単に分離可能となる程度の土砂粒子を除いて得られるようにした泥水であって、以下の脱水処理工程をより効率化するために予備的に分離処理を施すものであり、その目的に適う手段であれば特に限定されるものではなく、所定メッシュからなる網状体を通過させただけの泥水の外、例えば後述の実施例で採用しているような、施工現場の適宜箇所に貯留状となる泥水の中に、各種周知あるいは公知のストレーナーを直接沈めて固形物を分離した泥水とすれば足りるものであって、それら一次処理済み泥水は、吸引あるいは圧送することによってレシーバータンク等、次の工程となる脱水処理を施すために所定量毎貯留しておく部分まで、適宜手段、例えば公知の流体ポンプを併用したり、あるいは後述する実施例のような減圧装置を組み合わせる等の手段によって強制的に誘導するようにする。
【００１０】
上記の如くして予備的な工程を経て得られた一次処理済み泥水は、そのまま従前までのように直ぐ脱水処理過程を施さず、それら一次処理済み泥水内に積極的に気泡が混入状となる工程を経由するようにしなければならず、例えば、一次処理済み泥水の所定量を貯留する段階、即ちレシーバータンク内や瀘過装置部の貯留槽部分等に撹拌翼を組み込んで撹拌、混合して当該泥水内に強制的に気泡を発生させるようにしたり、エアを送り込んで気泡が混入されるようにする等適宜手段を採用する外、望ましくは、後述の実施例のように、自然発生的に気泡が混入されてしまうような特別な手段を採用して気泡混入状化することにより、一次処理済み泥水内粒子の比重分離が極力阻止されるような処理工程が施された直後に脱水処理がなされるようにし、この工程を経た一次処理済み泥水でなければ瀘過装置部の瀘過段階で水と共に通過してしまうようなメッシュアンダーの泥水粒子も、その多くが瀘過され難い状態に止まるような新規な処理を加え、それらメッシュアンダーの泥水粒子も、積極的に脱水、固化し得るようにするものである。
【００１１】
自然発生的に気泡を混入するようにする手段、即ち機構的に極めて簡便で経済的であり、しかも故障等も発生し難く、確実に気泡が混入されるようにする手段の最も代表的な構成として、一次処理済み泥水を、泥水移送管を通じてレシーバータンク上部の泥水流入口まで減圧吸引してレシーバータンクまで誘導し、その減圧吸引機構を利用してレシーバータンク内を減圧下に保持したまま、レシーバータンク内に貯留せしめた一次処理済み泥水を、該レシーバータンク最下位に設けた泥水排出口を開放し、自重によって一次処理済み泥水を自然落下させるような機構を採用したものである。この機構が有効に機能するようにするため、レシーバータンク内の減圧状況は、一次処理済み泥水の性状に応じた最適な値に調整されていなければならないことは言うまでもない。
【００１２】
また、この発明の泥水の固液分離方法においては、一次処理済み泥水を貯留するためのレシーバータンクを複数個、少なくとも２個用意し、所定量の一次処理済み泥水を貯留せしめた一方のレシーバータンクの泥水排出口を開放し、泥水受け部内に貯留した気泡混入状の一次処理済み泥水を瀘過装置部で脱水処理している間に、残る他のレシーバータンク内に順次一次処理済み泥水を所定量に達するまで貯留せしめる工程を並行、実施し、先のレシーバータンク内の一次処理済み泥水の脱水処理を終えた段階で、引き続き、他方のレシーバータンクの一次処理済み泥水を、その泥水排出口を開放して泥水受け部内に放出することにより気泡混入状の一次処理済み泥水としながら瀘過装置部で脱水処理を開始すると共に、空となった先のレシーバータンク内に再び一次処理済み泥水を所定量に達するまで貯留せしめる工程を並行、実施するようにし、以下同様の工程を各レシーバータンク毎に繰り返すことにより、泥水の放出が継続している間中、処理対象となる泥水域内の泥水の固液分離を連続処理することが可能となる。
【００１３】
この過程の複数のレシーバータンクにおける一次処理済み泥水吸引、貯留、およびそれに相対する放出作動、減圧装置部の作動、停止、調整コントロール等は、作業員による手動による外、要所要所に配した切換弁や制御弁をセンサーやタイマー等とコンピューターとを組み合わせた自動制御によって実施するものとすれば、極めて好都合のものとすることができる。
以上のとおりの構成を要旨とする泥水の新規な固液分離方法からなるこの発明には、その方法を利用して形成される次のとおりの構成を要旨とする新規な構造の固液分離装置が包含される。
【００１４】
【関連する発明】
その基本的な構成は、所定粒度以下の泥水に分離した一次処理済み泥水として吸引可能とする泥水供給装置部と、下方が漏斗状に形成された縦型タンクであって、その上方には前記泥水供給装置部と同タンク泥水流入口との間を繋ぐ泥水移送管、および減圧装置部から延びる脱気管が夫々開閉弁を介して接続されると共に、下方最下位部分から開閉弁を介して下方に向けて形成した泥水排出口を有するレシーバータンクと、該レシーバータンク泥水排出口の下方所定距離を置いた位置に配される舟底状構造の泥水受け部と、該泥水受け部に平行状配置であってその外表面の一部が同内部に露呈した状態となるよう組み合わされ、前記レシーバータンク泥水排出口から放出、貯留されている気泡混入状の一次処理済み泥水に接触状としたままの回転を可能とするサクションドラムスクリーンを有する瀘過装置部とからなり、気泡混入状とした一次処理済み泥水に接触、回転する瀘過装置部のサクションドラムスクリーン内を減圧することにより、一次処理済み泥水内粒子を極力比重分離させないようにして、メッシュアンダーの泥水粒子も積極的に脱水、固化するようにしてなる泥水処理装置である。
【００１５】
泥水供給装置部は、施工現場から放出されて貯留状とされている未処理の泥水に、予備的な分離処理を施してなる一次処理済み泥水として吸引し、レシーバータンク側へ送出する機能を果たすものであり、後述する実施例において採用しているように、それ自体がストレーナー的な機能を果たし得るものとする外、場合によっては、別の分離機構を経由させて一時的な分離を施してなる泥水を取り込むだけの機能しか果たさないものとすることも勿論可能であり、その場合には、この泥水供給装置部に必ず別体の分離機構装置部を併用したものとしなければならないことは言うまでもない。
【００１６】
レシーバータンクは、上記泥水供給装置部からの一次処理済み泥水所定量を貯留すると共に、所定減圧下でその低部から集中的に外部にそれら一次処理済み泥水を放出するよう機能する装置部分であり、泥水による腐食や損傷し難く、減圧下においても十分な耐久性を有する素材、例えばステンレス材その他金属製のものや、エンプラ等緻密で強度あるプラスチック等により、下方を漏斗状に形成した縦型タンク状のものに形成され、その上方には、タンク泥水流入口が用意されていて、前記泥水供給装置部から延伸させた泥水移送管が開閉弁を介して接続されると共に、減圧装置部から延びる脱気管が、これにも開閉弁を介して接続されるようにする一方、同漏斗状形状の最下部から下方に向け、開閉弁を組み込んだ排出口が突設され、減圧装置部を作動し、脱気管を通じて内部を所定減圧下に保持した状態で排出口の開閉弁を開操作し、減圧状態に抗してその自重で内部の一次処理済み泥水を放出する過程で外部の空気が排水内に強制的に混入、撹拌状とされ、瀘過装置部の舟底状構造の泥水受け部に気泡混入状の一次処理済み泥水を供給すると共に、レシーバータンク内にも気泡が逆流し、タンク内に貯留状となる一次処理済み泥水の比重分離を阻止し、最初から最後まで、できるだけ均質な比重と濃度とを保った状態で、所定量毎の一次処理済み泥水を次の瀘過装置部の泥水受け部に供給できるようにして濾過効率の向上化に繋げる。
【００１７】
瀘過装置部は、レシーバータンク泥水排出口から放出、貯留されている気泡混入状の一次処理済み泥水に接触状としたままの回転を可能とするサクションドラムスクリーンを有していて、該サクションドラムスクリーン内を減圧しながら上記のようにして気泡混入状とした一次処理済み泥水に接触状に回転させることにより、そうでなければサクションドラムスクリーンを通過してしまうようなメッシュアンダーの泥水内粒子を、強制的に混入状とした気泡の介在で、一次処理済み泥水内粒子の比重分離を極力防止して瀘過し難くし、その間にメッシュアンダーの泥水内粒子も積極的に脱水、固化してしまうよう機能すると共に、レシーバータンク内部に吸引される泥水が、常に所定の粒度以下の微細土石粒子だけを含有するようにした安定した濾過をなし得るようにし、所定の比重と濃度とからなる回収水として回収され、爾後、回収水としての再利用をし易くするという機能をも果たすことになる。
【００１８】
脱水、固化してサクションドラムスクリーン外表面に付着した固形物は、剥離板や硬質ブラシその他適宜手段によって剥ぎ取られ、再びスクリーンとして機能する状態とされた上、舟底状構造の泥水受け部内の気泡混入状の一次処理済み泥水に接触しながらの回転を繰り返していくことになる。
以下では、上記のとおりの構成を要旨とするこの発明の泥水処理装置が、さらに明確に把握されるようにするため、図面化したこの発明を代表する実施例に基づいて具体的な説明を加えていくことにする。
【００１９】
【実施例１】
図１の装置全体の概要を系統図的に示した側面図、および図２の同平面図には、この発明の基本的な構成を備えてなる最も代表的な固液分離装置の実施例が示されている。
泥水供給装置部１は、その吸入口には、図示しないが網目を設けて所定の以上の大きさの砂利や石、その他異物等を予備的に分離可能とし、レシーバータンク３に一次処理済み泥水が吸引、供給されるようにしてあり、泥水移送管２の一端部に装着され、施工現場所定箇所の泥水貯留池Ｐ内の排出されたままの泥水Ｈ内に沈められる。
【００２０】
泥水供給装置部１から延伸する泥水移送管２の他端は、泥水貯留池Ｐからそう遠くない安定した地盤上に設置されているレシーバータンク３の上方側部に設けられた泥水流入口３１に開閉弁３２を介して接続され、また、このレシーバータンク３の頂部に設けた脱気口３３には、開閉弁３４を介して吸気管４の一端側が接続されていて、同他端に接続した後述する泥水供給用減圧装置部６の作動と開閉弁３２および開閉弁３４との操作により、前記した泥水供給装置部１から所定量の一次処理済み泥水をレシーバータンク３内に泥水移送管２を通じて吸引、供給したり、所定量の一次処理済み泥水を貯留後、レシーバータンク３内を所定減圧下に保持できるようにしてある。
【００２１】
レシーバータンク３は、その下方側が逆円錐状の漏斗状形状で、ステンレス鋼鈑製の縦長タンクに形成されていて、その最下部から下方に向け、開閉弁３６を装備した排出口３５が突出形成されており、開閉弁３６の操作により、その内部に貯留した一次処理済み泥水を、随時、後述の瀘過装置部５の舟底状構造の泥水受け部５３内に気泡混入状の一次処理済み泥水として供給する。なお、この気泡混入状の一次処理済み泥水が、瀘過装置部５泥水受け部５３内から溢出してしまわないよう、排出口３５の端縁は、泥水受け部５３内の所定高さ位置に望むように予めその位置が規制して設定されており、泥水受け部５３内の気泡混入状の一次処理済み泥水が排出口３５の端縁にまで達した状態になると、レシーバータンク３内外の圧力差と同一次処理済み泥水自重とが均衡してしまい、それ以上のレシーバータンク内一次処理済み泥水の泥水受け部５３内への排出を自動的に停止させ、後述の瀘過装置部５による脱水処理が進行し、泥水受け部５３内から気泡混入状の一次処理済み泥水が減少した段階で、再び排水が自動的に開始され、気泡混入状の一次処理済み泥水として所定量だけ供給できるようにしてある。
【００２２】
瀘過装置部５は、回転自在な円筒形状のサクションドラムスクリーン５１、および排水口５２、さらには、前記サクションドラムスクリーン５１の所定外表面側が内部に露出状且つ食い込み状とするようにした舟底状構造の泥水受け部５３と、該泥水受け部５３の略直下で、サクションドラムスクリーン５１の外表面に端縁を接触させる状態とした排出土剥離板５４とを有する構造に形成されており、排水口５２には脱水瀘過用減圧装置部６から延びる脱水管６１に接続され、脱水瀘過用減圧装置部６を作動してサクションドラムスクリーン５１内を減圧することにより、泥水受け部５３内で気泡混入状の一次処理済み泥水に触れてその表面に付着したまま回転している間に、付着した一次処理済み泥水内の水分をサクションドラムスクリーン５１内に吸引瀘過していく。その際、泥水中のスクリーンアンダーの微細土石粒子の中、泥水内の気泡に付着状となつている微細土石粒子は、気泡が大きな土石粒子の間等に混在状とされたままとなってサクションドラムスクリーン５１を通過できないまま止まっている間に脱水され、その他の通過できない土石と共にサクションドラムスクリーン５１外表面で固化されてしまうようにし、水分と共にサクションドラムスクリーン５１を通過してしまうスクリーンアンダーの微細土石粒子を極力少なくできるようにしてあり、それらスクリーンアンダーの微細土石粒子と共に固化した土石は、サクションドラムスクリーン５１の回転が進んでいって排出土剥離板５４に接触した段階でその表面から剥ぎ取られて落下し、その直下に配設してあるベルトコンベア８により、所定の箇所まで移送する。
【００２３】
減圧装置として、上記した脱水瀘過用減圧装置部６と、レシーバータンク３内を減圧して泥水Ｈを吸引、供給するための泥水供給用減圧装置部７とが用意されている。
脱水瀘過用減圧装置部６は、循環用ポンプ６１と水槽６３との間、水槽６３と調整槽６４との間、および調整槽６４と循環用ポンプ６１との間を夫々循環パイプ６２，６２，６２で連通させる一方、当該水槽６３が、サクションドラムスクリーン５１に対しては、その頂部上方に突出する頂部円筒６３ａ側面の吸入口６３ｂから延伸させた脱水管６５によって連通状にされると共に、回収水貯留槽９側へは、同上方側部に設けた排出口６３ｃから処理水移送管６６を延伸するようにして構成されており、該脱水瀘過用減圧装置部６の作動により、サクションドラムスクリーン５１での脱水濾過過程で、一部の微細土石粒子だけを含む状態にまで瀘過された回収水が、本装置部６を経由して回収水貯留槽９に貯留されるようにしてある。
【００２４】
一方、泥水供給用減圧装置部７は、泥水供給装置部１から泥水移送管２を通じてレシーバータンク３へ一次処理済み泥水を供給するために別途設置するものであり、上記した脱水瀘過用減圧装置部６と略同様のものとして構成されていて、循環用ポンプ７１と水槽７３との間、水槽７３と調整槽７４との間、および調整槽７４と循環用ポンプ７１との間を夫々循環パイプ７２，７２，７２で連通させる一方、当該水槽７３が、レシーバータンク３に対しては、その頂部上方に突出する頂部円筒７３ａ側面の吸入口７３ｂから延伸させた脱気管４を、開閉弁３４を介してレシーバータンク３の脱気口３３に接続することによって連通状にされると共に、回収水貯留槽９側へは、同上方側部に設けた排出口７３ｃから処理水移送管７５を延伸するようにして構成されており、レシーバータンク３下方の開閉弁３５を閉状態とした上、吸気管４に通じる開閉弁３４、および泥水移送管２に通じる開閉弁３２共に開状態として該泥水供給用減圧装置部７を作動すれば、レシーバータンク３内が強力に減圧され、その減圧作用により、貯留池Ｐ内の泥水が、泥水供給装置部１を通過して一次処理済み泥水となり、泥水移送管２を通じてレシーバータンク３内に吸引、供給され、レシーバータンク３内に所定量の一次処理済み泥水を貯留した後には、開閉弁３４，３２を閉操作してレシーバータンク３内を減圧下に保持したままとし、以降の一次処理済み泥水への気泡混入状とした放水、そして上記脱水瀘過用減圧装置部６作動下でのサクションドラムスクリーン５１による脱水濾過過程に移行するようにする。
【００２５】
【実施例２】
図３の装置全体の概要を系統図的に示した平面図には、上記した実施例１の構成を基本とした上、連続した分離作業を可能とするように工夫した構造の固液分離装置の代表的な実施例を示している。
図からも理解されるとおり、この実施例では、レシーバータンク３が２基用意されると共に、それに対応して泥水供給用減圧装置部７も２基設置され、各レシーバータンク３毎に泥水供給用減圧装置部７が接続される。
【００２６】
一方、各レシーバータンク３，３の上方側部に設けられた夫々の泥水流入口３１，３１には、何れも開閉弁３２を介して別々の泥水移送分岐管２１，２１の他端に接続された上、泥水貯留池Ｐに沈めた泥水供給装置部１から延伸する１本の泥水移送管２の他端に、共通の制御弁２２を介して接続され、該制御弁２２をコントロールすることにより、一方の泥水移送分岐管２１側にだけ泥水供給装置部１からの一次処理済み泥水が吸引、供給され、他方側の泥水移送分岐管２１へは一次処理済み泥水が送り込まれないようにしてある。
【００２７】
こうして形成された固液分離装置では、先ず何れか一方のレシーバータンク３へ一次処理済み泥水を所定量だけ貯留するために、制御弁２２を操作して他方のレシーバータンク３側に通じる泥水移送分岐管２１を閉鎖した上、当該レシーバータンク３の開閉弁３２および開閉弁３４を開状にしてこのレシーバータンク３に接続した側の泥水供給用減圧装置部７を作動させ、前記した泥水供給装置部１から所定量の一次処理済み泥水を泥水移送管２を通じてレシーバータンク３内に吸引、供給してしまい、その後同開閉弁３２および開閉弁３４を閉状にしてこのレシーバータンク３内を減圧下に保持しながら、同開閉弁３５を開放して同タンク３内の一次処理済み泥水を放出して気泡混入状の一次処理済み泥水として泥水受け部５３内に溜め、サクションドラムスクリーン５１内に吸引瀘過していくと同時に、制御弁２２を操作して他方のレシーバータンク３側に通じる泥水移送分岐管２１を開放し、同側の泥水供給用減圧装置部７を作動させ、泥水供給装置部１から所定量の一次処理済み泥水をこの他方のレシーバータンク３内にその泥水移送管２を通じて吸引、供給する作業を並行実施できるようにしてあり、したがって、一方のレシーバータンク３内の一次処理済み泥水の吸引瀘過工程と、他方のレシーバータンク３内への一次処理済み泥水の吸引、供給工程とを交互に並行実施することにより、次々に排出される泥水Ｈを連続瀘過処理できる装置となる。
【００２８】
【作  用】
以上のとおりの構成からなるこの発明の固液分離装置によって、泥水Ｈを吸引した上、固液分離作業を行う工程を説明すると、次のようになる。
先ず、杭打ち施工現場等において、泥水Ｈが排出され、貯留している貯留池へ泥水供給装置部１を設置し、レシーバータンク３の泥水流入口３１に設けた開閉弁３２および脱気口３３に設けた脱気管６５側の開閉弁３４を開け、排出口３６の開閉弁３５を閉じた状態とし、泥水供給用減圧装置部７を作動せしめると、脱気管４からレシーバータンク３、泥水移送管２に至るまで減圧され、泥水供給装置部１において吸引が開始される。ここで吸引されて泥水移送管２を通じてレシーバータンク３内に送り込まれる泥水は、泥水供給装置部１内の泥水用取込フィルターによって選別され、径の大きな砂利や石、異物等が取り除かれた一次処理済み泥水となり、泥水移送管２を経てレシーバータンク３の泥水流入口３１の高さ位置に達するまで貯留することができる。
【００２９】
次いで、泥水供給用減圧装置部７の作動を停止した上、泥水流入口３１の開閉弁３２および脱気口３３に設けた脱気管６５側の開閉弁３４を閉じ、レシーバータンク３内を密閉状として減圧状下に保持したまま、レシーバータンク３下部に設けた排出口３６の開閉弁３５を開け、同排出口３６から泥水受け部５３へレシーバータンク３内の一次処理済み泥水の放出を開始すると、泥水供給用減圧装置部７を停止して脱気口３３からの吸引はなされず、且つ開閉弁３２も閉じられているため、レシーバータンク３内の上部、つまりは貯留された一次処理済み泥水層よりも上方に残された空間層は、減圧下に保持されたままで密閉状態となっており、レシーバータンク３内の一次処理済み泥水の放出で次第にこの一次処理済み泥水層が減少するに連れ、空間層の容積が拡大することとなって更に減圧化が進み、その作用で排出口３６から一次処理済み泥水の排出と共に大気中の空気がレシーバータンク３内へ逆流する形となり、空気が流入した空間層内の減圧値が一次処理済み泥水重量と大気圧とを加えた値に等しくなるまで一次処理済み泥水の放出が続き、この空気の逆流過程で、吸引された空気はレシーバータンク３の下方より上方へ上昇していくことになり、その際、空気泡として一次処理済み泥水を撹拌、混合する作用が生じることから、レシーバータンク３内の一次処理済み泥水の水質分および土質分、またセメントやベントナイト等を施工作業中に使用した混入物を含む場合にはそれらの粒子をも攪拌することとなって、泥水受け部５３には気泡混入状の一次処理済み泥水が貯留されることとなる。
【００３０】
こうして泥水受け部５３内に気泡混入状の一次処理済み泥水が貯留され始めたところで、脱水瀘過用減圧装置部６を作動させ、脱水管６５を通じて、サクションドラムスクリーン５１内をその排水口５２から減圧していくと、泥水受け部５３内で気泡混入状の一次処理済み泥水に触れてその表面に一定厚さの堆積層となって付着したままサクションドラムスクリーン５１が回転している間に、それら付着した一次処理済み泥水内の水分をサクションドラムスクリーン５１内に吸引瀘過していく。その際、一次処理済み泥水中のスクリーンアンダーの微細土石粒子の中、泥水内の気泡に付着状となっている微細土石粒子は、それら気泡が、大きな土石粒子の間等に混在状とされたままとなってサクションドラムスクリーン５１を通過できないまま止まっている間に脱水され、その他の通過できない土石と共にサクションドラムスクリーン５１外表面で固化されてしまうようにし、水分と共にサクションドラムスクリーン５１を通過してしまうスクリーンアンダーの微細土石粒子を極力少なくできるようにすると共に、サクションドラムスクリーン５１のスクリーン空隙中へのこれら微細土石粒子の堆積による目詰まりを防止するようにしてある。
なお、各実施例におけるサクションドラムスクリーン５１の格子間隔については、０．３mmに設定したものを採用しており、サクションドラムスクリーン５１の外表面側に気泡等と共に止まって脱水、固化されたものを除く、それよりも小さい粒子がスクリーンアンダーの微細土石粒子として水分と共にサクションドラムスクリーン５１内に吸引瀘過される。
【００３１】
サクションドラムスクリーン５１の内部へ吸引された微細土石粒子を含む処理水は、排水口５２から排出され、脱水管６５を経て脱水瀘過用減圧装置部６内に吸引される。このようにして脱水瀘過用減圧装置部６内には、処理水が一旦貯留されるが、同水槽６３に設けた排水口６３ｃからは余剰分が排出されるようにしてあり、処理水移送管６６を通して処理水貯留槽９へと移送、貯留された上、必要に応じて工事用水その他として再利用を図ることになる。
一方、それらスクリーンアンダーの微細土石粒子と共に固化した土石は、サクションドラムスクリーン５１の回転が進んでいって排出土剥離板５４に接触した段階でその表面から剥ぎ取られて落下し、その直下に配設してあるベルトコンベア８により、所定の箇所まで移送される。
なお、処理水の再利用の範囲を広げるために、よりきれいな水を得る必要があるとき等には、該処理水貯留槽９を沈殿分離槽その他、瀘過槽を採用するとよい。
【００３２】
このようにレシーバータンク３内の一次処理済み泥水は、開閉弁３５を一端開放した後は、泥水受け部５３から溢れ出すことなく自動的に放出と停止とを繰り返しながら溜められ、順次サクションドラムスクリーン５１へと流れて土質分と液質分に固液分離される。
そして、レシーバータンク３中の一次処理済み泥水全ての固液分離をし終えたところで、一旦泥水供給用減圧装置部７および脱水瀘過用減圧装置部６の作動を停止すると共に、レシーバータンク３下部の排出口３６の開閉弁３５が閉じられていることを確認した上、開閉弁３２を開け、再び泥水供給用減圧装置部７を作動してレシーバータンク３内に一次処理済み泥水を貯留しては、上述したとおりの一連の固液分離作業を繰り返し行うようにする。
【００３３】
なお、一次処理済み泥水をレシーバータンク３に吸引、供給する際に、当該一次処理済み泥水の性状を調整できるよう、泥水移送管２中途に混合用制御弁２３を予め配しておき、該混合用制御弁２３をコントロールして混合管２４側に通じさせ、一次処理済み泥水の土質分が高く、流動性に乏しい泥水を汲み上げるときには水分を供給、混合するようにし、逆に泥水の土質分が低く、流動性が高すぎると見込まれるときには砂等を供給、混合することにより、当該レシーバータンク３中の泥水の流動性を適度に保つようにすれば、次の固液分離工程を安定させることができて極めて好都合のものとなる。
【００３４】
即ち、水分供給は、流動性の低い泥水によって生じる固液分離工程の効率および作業時間の低下に役立たせる作用が得られ、逆に砂等の供給は、多量の水分質を含む泥水場合、微細な粒子が水の中に多く分散、浮遊していて、気泡混入状の一次処理済み泥水としたとしても、サクションドラムスクリーン５１の表面に砂等で構成される架橋状表層が形成され難くなってしまい、折角気泡に付着状となった微粒子までがサクションドラムスクリーン５１を簡単に通過してしまう可能性が高いことから、敢えてサクションドラムスクリーン５１の格子間隔以上の砂等を多く含ませ、該サクションドラムスクリーン５１の表面に砂等大きな粒子による架橋状表層の形成を促し、気泡に付着状となった微粒子がそれら架橋状表層に邪魔され、吸引し難くして止まっている間に脱水してしまうことができる環境を積極的に実現するようにし、この発明の作用、つまり処理水内への微細土石粒子の含有量を極力抑える作用が確実に果たされるようにすると良い。
【００３５】
更に、実施例２に取り上げたもののように、レシーバータンク３が２基用意されると共に、それに対応して泥水供給用減圧装置部７も２基設置され、各レシーバータンク３毎に泥水供給用減圧装置部７が接続されてなる固液分離装置によれば、一方のレシーバータンク３内の一次処理済み泥水の吸引瀘過工程と、他方のレシーバータンク３内への一次処理済み泥水の吸引、供給工程とを交互に並行実施することが可能となって、工事現場において継続して大量に排出される泥水Ｈに対しても、固液分離作業に遅れを生じさせてしまうことなく、連続瀘過処理作業の実施ができるようになる。
【００３６】
【効  果】
上記のとおりの特徴ある構成と優れた作用を発揮するこの発明の固液分離装置によれば、以下のような優れた効果が発揮されることになる。
この発明の固液分離装置によって得られる排出土および処理水の評価結果が、表１と表２とに示してあるとおり、気泡混入状の一次処理済み泥水として瀘過処理する工程が、排出土品質を一定に保ち、処理水内への微細土石粒子の混入率を可能な限り低下させる上で極めて有効であることが解る。
【００３７】
表１は、レシーバータンク３の排出口３６から一次処理済み泥水を排出する際、泥水流入口３１の開閉弁３２を全開とし、空間層が減圧状とならなず、したがって一次処理済み泥水排出時に排出口３６からの空気の混入がなされなず、気泡を混入状としないままの一次処理済み泥水として泥水受け部５３に溜め、脱水瀘過するようにした場合におけるレシーバータンク３内の一次処理済み泥水の比重、および得られる排出土の含水率等について測定した結果を示しており、また、表２については、実施例に示したように、レシーバータンク３の排出口３６から一次処理済み泥水を排出する際、泥水流入口３１の開閉弁３２を閉じ、レシーバータンク３内空間層を減圧、密閉状下に保持し、一次処理済み泥水排出時に排出口３６からの空気が逆流、混入するようにしたこの発明の装置による気泡混入状の一次処理済み泥水の、レシーバータンク３内の一次処理済み泥水の比重、および得られる排出土の含水率等について測定した結果を示してある。
【００３８】
これらの表１、２を対比的に観察してみると、先ず、表１のデータからは、一次処理済み泥水は比重の重い土質分等が沈んでしまい、それら比重の重い土質分等を含んだ一次処理済み泥水が瀘過作業の初期段階に泥水受け部５３に排出され、瀘過作業が進行していくに連れ、レシーバータンク３内の一次処理済み泥水の比重が低下していっていることが判明する。そして、瀘過作業の進行に伴う各時点において得られる排出土の含水率を見てみると、比重の重い初期の一次処理済み泥水を瀘過して得られた排出土にあっては、その含水率が２６％であって、脱水処理が効果的に実現されていないことが解り、脱水瀘過処理が進行していって一次処理済み泥水の比重が変化する中で得られる排出土の含水率も当然に変化してしまっており、したがって、一定品質の排出土を取得することができないことになり、これら脱水不足となっている排出土分にあっては、取り扱い、即ち車両等での運搬に支障を来してしまうようなヘドロ状の泥質体となってしまうものも生じていることが解る。
【００３９】
これに対し、この発明の固液分離装置によってレシーバータンク３内の一次処理済み泥水が空気の逆流によって攪拌されて放出された気泡混入状の一次処理済み泥水を脱水瀘過処理した表２の結果にあっては、そのデータが示しているとおり、略有効な攪拌効果が得られていて、レシーバータンク３中の一次処理済み泥水の比重は略一定となり、排出土の含水率についても略２０％程度に維持することができ、上記表１の場合のような泥質体にもなっていないため、脱水瀘過後に改めて放置、自然乾燥するまでもなく、事後直ぐに湿潤した土砂として現場において埋め立て用に再利用できる排出土が得られるという優れた特徴を有していることが確認できた。
【００４０】
上記表２による効果は、レシーバータンク３を複数用意し、制御弁２２のコントロールによって泥水の流通通路を選択することにより、レシーバータンク３への泥水貯留工程と、レシーバータンク３からの泥水排出工程とを別々のタンクにおいて並行実施し、一方のレシーバータンク３側で脱水瀘過処理している間に、他方のレシーバータンク３への一次処理済み泥水の吸引、供給作業を同時に進行させるようにし、この工程を順次交互に繰り返して連続した固液分離がなし得るようにした装置においても、全く同様に発揮され、したがって、現場における泥水処理が極めて効率的且つ効果的に実施できるという大きな特徴が得られるものとなる。
【００４１】
叙述の如く、この発明の固液分離装置は、比較的小型化した取り扱い性に優れた装置として実現可能であって、しかも、固化剤等を使用して泥水を固化せしめることもなく、事後直ぐに運搬可能なほどに十分脱水された排出土として泥水を脱水瀘過処理することを可能とするものであり、そのまま運搬移動を可能にすることから、作業現場の埋め立て利用等に再利用することもでき、廃棄処理にかかる負担を大幅に軽減可能にすると共に、それら排出土とは分離して回収される処理水についても、従前までの脱水瀘過手段によって得られるものよりも極力微細土石粒子の混入を抑えた処理水となっていて、再度、杭打ち施工現場等へ再送して掘削液等の作業用水に再利用することが可能になり、工事現場において使用する水の絶対量を削減する等の効果も併せて得られることになり、したがって、極めて実用価値が高く、経済的な固液分離装置が実現化されることになり、建設、土木関係業者は勿論のこと、工事現場付近に居住していて影響を被ることとなる近隣住民からも高い評価がなされるものと予想される。
【図面の簡単な説明】
図面は、この発明を代表する幾つかの実施例を示したに過ぎないものである。
【図１】    この発明の固液分離装置の最も基本的な構成を備えてなる代表的なものの概要を系統図的に示した平面図である。
【図２】    同上固液分離装置の概要を系統図的に示した側面図である。
【図３】    この発明の他の固液分離装置の概要を系統図的に示した平面図である。
【図４】    従前からの固液分離手段からなるものによって得られた一次処理済み泥水の比重、および得られる排出土の含水率のデータをまとめた図表である。
【図５】    この発明の固液分離装置によって得られた一次処理済み泥水の比重、および得られる排出土の含水率のデータをまとめた図表である。
【符号の説明】
１        泥水供給装置部
２        泥水移送管
２１      同  泥水移送分岐管
２２      同  制御弁
２３      同  混合用制御弁
３        レシーバータンク
３１      同  泥水流入口
３２      同  開閉弁
３３      同  脱気口
３４      同  脱気管側の開閉弁
３５      同  排出口側の開閉弁
３６      同  排出口
４        脱気管
５        脱水瀘過装置部
５１      同  サクションドラムスクリーン
５２      同  排水口
５３      同  泥水受け部
５４      同  排出土剥離板
６        瀘過用減圧装置部
６１      同  循環用ポンプ
６２      同  循環パイプ
６３      同  水槽
６４      同  調整槽
６５      同  脱水管
６６      同  処理水移送管
７        泥水供給用減圧装置部
７１      同  循環用ポンプ
７２      同  水槽
７４      同  調整槽
７５      同  処理水移送管
７７      同  排出口
７８      同  脱気管
８        ベルトコンベア
９        処理水貯留槽
Ｈ        泥水
Ｐ        泥水貯留池
【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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