(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
湾岸または流出河川から直接汲み上げた浚渫物をフィードサンプに送るとともに、予め堆積しておいた浚渫土砂を細粒化手段で加水しつつ細粒化したものをフィードサンプに送り、上記フィードサンプに貯蔵された浚渫物を液体サイクロンに投入して分級し、上記液体サイクロンの底部に沈殿した固形物を水洗浄して塩分の除去された固形物を取り出すとともに、上記液体サイクロンの上部の微粒分を含む処理水を上記フィードサンプに戻し、上記フィードサンプの上澄み液と上記固形物を洗浄した洗浄水とをシックナータンクに送って固液分離して塩分の除去された浚渫物中の微粒分を取り出すことを特徴とする浚渫土砂の処理方法。  
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、湾岸や流出河川等に堆積した土砂を浚渫し、石，砂，微粒子等粒径の大きさに応じて分級して再利用可能とする浚渫土砂の処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、湾岸や流出河川等に堆積する土砂は、航路の阻害や河川流量の低下等の原因となるため、浚渫機を搭載した浚渫船（掃底船ともいう）で浚渫された後、予め設けられた沈殿池に投入したり、天日乾燥による処理あるいはセメント処理を行って減容化して一時野積みした後、処分場等に埋め立てていた。なお、上記沈殿池に直接投入した場合でも、水分を排水したりするなどの減容化が図られていた。
しかしながら、上記従来の処理方法では、浚渫土砂に塩分が残留していて植生に影響を与えるため、埋め立て土としての利用にも限界があった。また、湾岸や流出河川等での流出土砂の堆積は継続的に発生するものなので、浚渫作業もほぼ定期的に行う必要がある。したがって、浚渫土砂の処分量も膨大となり、沈殿池や処分場の確保も容易ではなかった。
【０００３】
そこで、予め堆積しておいた浚渫土砂（以下、埋め立て土砂という）を細粒化した上で、振動ふるいを多用し、一部に液体サイクロンを用いて、砂利，砂，シルト等に分級する浚渫土砂の処理システムが提案されている（特開平８−１６４３６３号公報）。これは、上記埋め立て土砂中の団粒化された土塊や砂塊等の粒子を、個々の砂等の粒子を粉砕することなく、個々の粒子に細粒化する回転式破砕機を用いて浚渫土砂を細粒化した後、複数の振動ふるいにより、上記細粒化された浚渫土砂を分級し、最終段のふるいを通過した細かな粒子を液体サイクロンで更に分級するものである。
図３（ａ），（ｂ）は、上記回転式破砕機１０の構成を示す図で、（ａ）図は側面図、（ｂ）図はそのＡ−Ａ断面図である。この回転式破砕機１０は、内周面に軸方向に沿って取付けられ、中心方向に突出する複数の外羽根１１Ｗを有する円筒状の回転ドラム１１と、外周面に軸方向に沿って取付けられ、中心方向に突出する複数の内羽根１２Ｗを有し、上記回転ドラム１１の内部に偏心して取付けられたロータ１２とを備え、回転ドラム１１の外周に設けられた環状歯車１１ａをモータ１３により、ロータ１２に取付けられた回転軸１２ａを駆動機構１２ｂにより、それぞれ互いに逆方向に回転させ、回転式破砕機１０に投入された浚渫土砂に、加水しつつ、圧縮及び擦り合わせの力を作用させ、上記浚渫土砂を粉砕することなく細粒化するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の回転式破砕機１０を用いた浚渫土砂の処理システムは、振動ふるいを多用しているため、処理速度も遅く、設備が複雑になってしまうだけでなく、本来が、埋め立て土砂を対象とした処理システムであるので、海洋から直接汲み上げた水分の多い浚渫土砂を処理することができないという問題点があった。これは、上記回転式破砕機１０において、処理空隙内に投入された浚渫土砂に圧縮及び擦り合わせの力を作用させるためには、加水される処理水の量が制限されるためである。ちなみに、上記埋め立て土砂では、含有される水分は全体の約４０％以下であるのに対し、汲み上げられた浚渫物は約９０％が水分である。
このような背景から、浚渫土砂の塩分除去技術や再資源化による減容化技術の確立が望まれるところである。
【０００５】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、湾岸や流出河川等から浚渫した土砂から塩分を取り除くとともに、浚渫土砂を効率的に砂利，砂，微粒分等に分級して再利用することのできる浚渫土砂の処理方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の浚渫土砂の処理方法は、湾岸または流出河川から直接汲み上げた浚渫物をフィードサンプに送るとともに、予め堆積しておいた浚渫土砂を細粒化手段で加水しつつ細粒化したものをフィードサンプに送り、上記フィードサンプに貯蔵された浚渫物を液体サイクロンに投入して分級し、上記液体サイクロンの底部に沈殿した固形物を水洗浄して塩分の除去された固形物を取り出すとともに、上記液体サイクロンの上部の微粒分を含む処理水を上記フィードサンプに戻し、上記フィードサンプの上澄み液と上記固形物を洗浄した洗浄水とをシックナータンクに送って固液分離して塩分の除去された浚渫物中の微粒分を取り出すことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき説明する。
図１は、本実施の形態に係わる浚渫土砂の連続処理システムを示す処理フローである。本実施の形態の連続処理システムは、湾岸や流出河川等に堆積する土砂を汲み上げ搬送する浚渫ロボット１と、この浚渫ロボット１からの浚渫物を貯蔵するフィードサンプ２と、処理水中に投入された投入物の内、粒径の小さな軽い粒子（以下、微粒分という）を浮遊させて分離する複数の液体サイクロン３と、上記各液体サイクロン３の下部に沈殿した砂利，砂等の固形分から成る沈殿物を一時貯蔵するスピゴットタンク４と、上記スピゴットタンク４の沈殿物を洗浄するとともに、上記沈殿物から砂利，砂等を分離する振動脱水スクリーン（アクアスクリーン）５と、上記各液体サイクロン３の上部の微粒分を含んだ処理水と上記分離されたシルトとから微粒分を分離するシックナータンク６と、上記シックナータンク６の沈殿物を一時貯蔵するスラリー槽７と、このスラリー槽７に貯蔵されたスラリーから脱水ケーキを作製するためのフィルタープレス８とを備えている。
【００１２】
また、上記連続処理システムは、湾岸や流出河川等から浚渫した浚渫土砂と、堆積しておいた浚渫土砂（以下、埋め立て土砂と略す）とを同時に処理するため、上述した従来の回転式破砕機１０を備え、受け入れホッパ１４に投入された団粒状の浚渫土砂に加水しつつ、圧縮及び粒子相互間の擦り合わせの力を作用させ、上記浚渫土砂の砂利，砂等の粒子を破壊することなく、団粒状の浚渫土砂を細粒化して上記フィードサンプ２に送るようにしている。なお、上記回転式破砕機１０に加水する処理水としては、浚渫作業場付近から汲み上げた海水を用いても良い。
【００１３】
次に、上記連続処理システムによる浚渫土砂の処理方法について説明する。
浚渫ロボット１により、直接汲み上げられた浚渫物は、上述したように、基本的には水（海水）が圧倒的に多く、既にスラリー化しているので、これを直接フィードサンプ２に送る。
一方、既存の埋め立て土砂は、受け入れホッパ１４から回転式破砕機１０に送られ、加水されつつ、細粒化された後、フィードサンプ２に送られる。すなわち、回転式破砕機１０の回転ドラム１１とロータ１２との間隙に投入された埋め立て土砂Ｓは、図２（ａ）に示すように、回転ドラム１１の外羽根１１Ｗによって上方に掻き上げられるとともに、ロータ１２の内羽根１２Ｗによって下方に引き下げられるので、埋め立て土砂Ｓには圧縮応力とせん断応力とが作用し、図２（ｂ）に示すように、粒状体同士が固着されて団粒状態となっている埋め立て土砂Ｓの各粒子Ｐが分離されてほぼ独立した細かな粒子ｐに細粒化される。また、粒子ｐ同士に擦り合わせ方向の力が作用するため、粒子ｐ同士が相互研磨され、各粒子ｐの鋭角部が除去される。したがって、回転式破砕機１０からは、表面が比較的滑らかな種々の大きさの砂利，砂及びシルトが、上記加水された処理水とともにフィードサンプ２に送られる。
なお、上記回転式破砕機１０の投入口と上記フィードサンプ２の投入口とには、それぞれ、投入物に混在している比較的大きな夾雑物を排除するための図示しない予備選別手段を設け、後工程での処理を円滑にするようにしている。
【００１４】
本実施の形態では、例えば、上記浚渫ロボット１から、土砂が約１０％、水分が約９０％である湾岸や流出河川等からの浚渫物を約１０００ｍ3／Ｈでフィードサンプ２に送り、土砂が約６０％、水分が約４０％の埋め立て土砂（浚渫土砂）を回転式破砕機１０に投入して細粒化処理した後上記フィードサンプ２に送るようにしているので、フィードサンプ２には、土砂が約２０％、水分が約８０％の浚渫物が貯蔵される。この浚渫物は、ポンプ９により、複数の液体サイクロン３へ搬送される。
液体サイクロン３では、上記浚渫物中の約１００μｍ未満の微粒分が処理水中に浮遊され、約１００μｍ以上の砂利，砂等の粒子は固形分として底部に沈殿する。上記液体サイクロン３上部の約１００μｍ未満の細粒を含んだ処理水は、フィードサンプ２に戻されフィードサンプ２の上澄み液として、シックナータンク６に送られる。このとき、上記浚渫物中の塩分の大部分は上記処理水中に溶解して上記砂利，砂等の固形分から除去される。
【００１５】
しかしながら、上記砂利，砂には多少の塩分及びプランクトン等の微生物が付着している可能性があるので、液体サイクロン３の底部に沈殿した固形物は、一旦スピゴットタンク４に集積された後、アクアスクリーン５に送られ、洗浄水（シャワーあるいは通過湛水）による洗浄を行い搬出する。塩分は非吸着性の物質であり、土砂へは強く吸着していないので、上記洗浄によって容易に除去することができる。アクアスクリーン５では、上記洗浄と同時に、上記固形物に混入している約１００μｍ未満の細粒を分離してシックナータンク６に送り、約１００μｍ以上の砂利，砂等の粒子を取り出す。
アクアスクリーン５で分離された砂利，砂等の粒径の大きな粒子は、塩分等が除去されれば、もともと良質であるので、コンクリ−ト用の細骨材に利用することができる。また、埋め戻し材等にも十分利用可能である。
【００１６】
シックナータンク６には、上記液体サイクロン３の上部の処理水を含んだフィードサンプ２の上澄み液と、上記アクアスクリーン５で分離された約１００μｍ未満の微粒分を含んだシルトが集められ、上記約１００μｍ未満の細粒等の固形物を含んだ液をタンク内でゆっくりと回転させ、上記微粒分を凝集沈殿させる固液分離を行う。
上記シックナータンク６の上澄み液は海洋へ放流し、沈殿物は一旦スラリー槽７において均質化した後、フィルタープレス８により脱水しケーキを作製する。この脱水ケーキは塩分等が低減されているので再利用が可能である。
【００１７】
このように、本実施の形態においては、浚渫土砂の連続処理システムにより、浚渫ロボット１で浚渫した湾岸や流出河川等からの浚渫物と、埋め立て土砂を回転式破砕機１０で細粒化した土砂とを液体サイクロン３に同時に投入し、液体サイクロン３の底部に沈殿した固形物を、アクアスクリーン５において、洗浄して塩分を除去ながら土砂や砂分を分離するとともに、液体サイクロン３上部の約１００μｍ未満の微粒分を含んだ処理水をシックナータンク６により固液分離し、シックナータンク６の沈殿物から脱水ケーキを作製するようにしたので、湾岸や河川等から浚渫した浚渫土砂と、埋め立て土砂とを同時に処理することができるとともに、上記分級された土砂や作製された脱水ケーキは再利用することが可能なので、沈殿池や処分場へ埋め立てる浚渫土砂を大幅に低減することができる。また、振動ふるいを使用せず、液体サイクロン３を中心としたシンプルなシステムであるので、浚渫土砂の分級を連続的にかつ高速に行うことができ、浚渫土砂の分級効率を向上させることができる。更に、液体サイクロン３を用いることにより、塩分等の除去も効率良く行うことができる。
【００１８】
なお、上記実施の形態において、回転式破砕機１０で細粒化した浚渫土砂に水分が約８０％程度に成るように加水し水と混合した後、上記混合物を液体サイクロン３に投入すれば、浚渫土砂が埋め立て土砂のみである場合でも、上記実施の形態と同様に処理することが可能である。
【００１９】
また、上記例では、液体サイクロン３として、投入された浚渫物から約１００μｍ以上の砂利，砂等の粒子を分離するものを用いたが、液体サイクロン３で分離する粒度はこれに限るものではなく、投入する浚渫物の種類や処理システムの目的，仕様等により適宜決定されるものである。更に、液体サイクロン３を複数段設けて浚渫物を分級すれば、精度が良く細かな分級が可能である。なお、液体サイクロン３の数は、上記連続処理システムの処理量等により決定されるもので、必ずしも複数である必要はない。
【００２０】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、湾岸または流出河川から直接汲み上げた浚渫物をフィードサンプに送るとともに、予め堆積しておいた浚渫土砂を細粒化手段で加水しつつ細粒化したものをフィードサンプに送り、上記フィードサンプに貯蔵された浚渫物を液体サイクロンに投入して分級し、上記液体サイクロンの底部に沈殿した固形物を水洗浄して塩分の除去された固形物を取り出すとともに、上記液体サイクロンの上部の微粒分を含む処理水を上記フィードサンプに戻し、上記フィードサンプの上澄み液と上記固形物を洗浄した洗浄水とをシックナータンクに送って固液分離して塩分の除去された浚渫物中の微粒分を取り出すようにしたので、簡単な構成で浚渫土砂の分級を高速に行うことができ、分級効率を向上させることができるとともに、直接浚渫した浚渫物と予め堆積しておいた浚渫土砂とを同時に、かつ高速に処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態に係わる浚渫土砂の処理方法を示す処理フローである。
【図２】  回転式破砕機の作用を説明するための図である。
【図３】  従来の回転式破砕機の構造を示す図である。
【符号の説明】
１  浚渫ロボット、２  フィードサンプ、３  液体サイクロン、４  スピゴットタンク、５  アクアスクリーン、６  シックナータンク、７  スラリー槽、８  フィルタープレス、９  ポンプ
１０  回転式破砕機、１１  回転ドラム、１１Ｗ  外羽根、１１ａ  環状歯車、１２  ロータ、１２Ｗ  内羽根、１２ａ  回転軸、１２ｂ  駆動機構、１３  モータ、１４  受け入れホッパ。
【図１】
0004256505.tif 000002
【図２】
0004256505.tif 000003
【図３】
0004256505.tif 000004