JP3242674B2

JP3242674B2 - 泥水・泥土類の廃棄処理装置

Info

Publication number: JP3242674B2
Application number: JP11374291A
Authority: JP
Inventors: 昌寛横山
Original assignee: 株式会社ワイエスエンジニアリング
Priority date: 1991-04-19
Filing date: 1991-04-19
Publication date: 2001-12-25
Anticipated expiration: 2016-12-25
Also published as: JPH078997A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、泥水・泥土類の廃棄処
理装置に関する。更に詳述すると、本発明は地下下水道
や地下鉄のシールド掘削工事等によって発生する泥水・
泥土類を均質化して自燃用燃料を混入する混練設備を備
え、有効利用できるように処理する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】建設工事等に伴って発生する泥水・泥土
類は産業廃棄物として適正に処理しなければならない。
例えば、地下鉄のシールド掘削工事において発生する泥
水・泥土は５０〜６０％以上の水分を含んでいることか
ら、脱水・固化処理を施して廃棄処分しなければならな
い。

【０００３】そこで、従来は、フィルタープレス等を利
用した機械的脱水処理と凝固剤を使用した固化処理を併
用することによって、ある程度の強さ（例えば圧縮強度
０．５ｋｇ／ｃｍ²、含水率２０〜３０％）を有する粒
状物に安定固化させてから埋立て地に埋め立てている。

【０００４】例えば、建設汚泥の場合、泥水・泥土を分
級機にかけて砂利等の固形分と原水（泥水・泥土）を分
離した後、沈澱槽において原水と凝集剤を混合撹拌させ
て固形分を沈降させ、上澄水を分離して中和・調整後放
流する一方、沈降した濃縮泥水を造塊槽において高分子
凝集剤の添加によって球状の塊り（ペレット）に造塊
し、更に脱水機において薬品による凝集作用と回転力に
より固形分を更に大きな塊りに造塊してから、あるいは
脱水ケーキのまま、海洋に投棄したり、埋立て地に埋立
てている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ただ廃
棄するために多大のコストをかけて安定固化させること
は無駄である。しかも、近年、地下構造物が急速に増大
しているため、泥水・泥土の発生が埋立てや投棄だけで
はまかないきれない程に増大することが予想されること
から、新たな廃棄処理が望まれる。

【０００６】本発明は、従来廃棄処理に手間がかかって
いた泥水・泥土類の安価でかつ有効な廃棄処理装置を提
供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明の泥水・泥土類の廃棄処理装置は、泥水・
泥土類を凝集剤と共にシックナーで攪拌して水分調整
し、その後前記シックナーから供給される濃縮泥水の固
形量に応じた適量の自燃用燃料を添加して均質に混練す
る混練設備と、自燃用燃料を混練した原料を機械的に脱
水して更に適当な水分に調整した後造塊する成形設備
と、その造塊原料を含有する自燃用燃料の燃焼によって
焼成し無機質系の人工軽量骨材とする燃焼設備とから構
成され、ミキサーと成形設備との間に混練原料の分離を
防ぐと共に流動性を維持し、上澄みの余剰水を所要に応
じ排出する脱水アジテータを備えている。

【０００８】

【作用】したがって、シックナーにおいて泥水・泥土類
の固形分と水分とが分離され、水分調整された濃縮泥水
としてミキサーに供給される。そして、ミキサーにおい
て濃縮泥水の固形に応じた適量の自燃用燃料が添加され
て水分調整が行なわれながら均質に混練される。そし
て、この混練原料は成形設備で固形化されて粒体とされ
た後、燃焼設備において自燃用燃料のむらのない燃焼熱
によって無機質成分を焼結させ、粒状物同士の融着や目
詰りを起こすことなく無機質系の人工軽量骨材に焼成す
る。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の構成を図面に示す実施例に基
づいて詳細に説明する。

【００１０】図１に本発明の泥水・泥土類の廃棄処理装
置の一実施例を示す。この廃棄処理装置は、泥水泥土類
を均質化して自燃用燃料を混入する混練設備１と、建設
残土のような比較的水分の低い土類を処理に適合させる
ための設備１０と、その混練原料を所定の水分の固形物
に成形する設備２０と、それを別途燃料を用いずに焼成
する設備３０と、焼成品を大きさ別に選別して貯留する
設備４０とから成る。

【００１１】混練設備１は泥水６１を受入れ水分調整を
行なうシックナー２と、このシックナー２での水分調整
によって濃縮された泥水６１ｂを圧送するスラリーポン
プ３と、送泥管５にバイパス管５ａを介して接続された
泥水濃度検知手段６と、自燃用燃料６３を混入し均質に
混練するミキサー７と、自燃用燃料を混練した濃縮泥水
（以下混練原料という）を二次沈降させると共に沈澱し
た混練原料６４の流動性を維持しつつ上澄水６５を排除
する脱水アジテータ８から主に成る。尚、泥水６１の状
態によっては、脱水アジテータ８を不要としミキサー７
を経た混練原料６４を直接次段の成形設備２０に供給す
るようにしても良い。また、ミキサー７はバッチ式でも
連続式でも良く、シックナー２の処理量に応じて適宜数
用いられる。シックナー２には泥水６１と共に適量の凝
集剤６２が添加される。

【００１２】建設残土を処理する設備１０は、グリズリ
ー１１と、磁力選別機１２と、残土置場１３と、水分を
補給しつつ建設残土を粉砕して一定含水率のスラリーと
する湿式粉砕ミル１４及び湿式ミルによって粉砕された
建設残土のスラリーを混練設備１の送泥管５に圧送する
高圧ポンプ１５とから成る。

【００１３】成形設備２０は、機械的脱水処理を施すフ
ィルタープレス２１と、このフィルタープレス２１に脱
水アジテータ８に溜った混練原料６４を送る高圧ポンプ
２２と、ケーキ受け２３と、水分調整のために添加する
無機質微粒子を貯留するサイロ２４と、ケーキ２９と無
機質微粒子を混合するニーダー２５と、ニーダー２５で
混練されたケーキを所定の大きさの粒に成形する押出し
成形機・カッター２６と、成形粒を乾燥させるバンドド
ライヤー２７と、ふるい２８から成る。バンドドライヤ
等の乾燥装置２７は後工程の焼成用キルン３１の排ガス
の熱を利用することが好ましい。例えば、焼成用キルン
３１の排ガスをバンドドライヤ２７に直接導入したり、
バグフィルター３２とサイクロン３３を経て清浄にした
キルン排ガスを導入するようにしている。

【００１４】焼成設備３０としては、例えば、泥水・泥
土類の粒子を積層し、下層に着火して自然通風によって
下から上へ焼成を進める立型キルンや、エンドレスのベ
ルト上にグリーンペレットを載置して、強制通風によっ
て焼成するシンターバンド等の使用が好ましい。この焼
成は１０００℃〜１２００℃で行なわれる。

【００１５】貯留設備４０としては、振動ふるい４１と
区画された製品置場４２から成る。

【００１６】ここで、処理対象となる泥水・泥土類とし
ては、地下下水道・地下鉄等シールド掘削工事、地下連壁、
アースオーガ杭工事等によって発生する泥水・泥土、上
水道無機質汚泥等のその他の汚泥、都市建設工事によって発生する根伐土等の建設残土、ダム堆積土、河川及び湖沼浚渫泥土等の浚渫土、選炭ボタ、選炭スラッジ、ＣＯＭ残滓等の石炭廃棄
物、選鉱テーリング、精錬スラグ廃棄物等の鉱業精錬廃棄
物、濾過助剤廃棄物、等が挙げられる。

【００１７】また、この泥水泥土類を原料として人工骨
材を製造する場合には、副原料として、水分調整材と
しての石炭灰（フライアッシュ、炉床アッシュ）や下水
道汚泥焼却灰等の焼却灰、都市ごみ焼却灰、燃料兼造
骨材料としての下水道汚泥等の汚泥、の使用が好まし
い。

【００１８】この廃棄処理システムによると、泥水・泥
土類は次のようにして処理される。

【００１９】まず、混練設備１において泥土を含む泥水
６１は、シックナー２に貯留されるる。この泥水６１は
粒度によって異なるが、通常、泥水濃度は５％程度以下
である。そして、適当な凝集剤例えば、有機アクリルア
マイト系、シアニド系などの焼成時に分解して多量の毒
性ガスを発生することのない凝集剤６２を添加し、モー
タ駆動の回転翼２ａによって撹拌される。そこで泥水６
１は、ある程度脱水されて５０〜７０％の含水率にまで
水分調製され、余剰水６１ａはシックナー２の外へ溢出
して排除される一方、凝集した濃縮泥水６１ｂは中央凹
部２ｂに集積し、スラリーポンプ３により取出されてミ
キサー７へ圧送される。

【００２０】圧送途中の濃縮泥水はバイパス管５ａに設
けられたボーメ比重計などの泥水濃度検知手段６におい
てその濃度、即ち固形量が測定される。

【００２１】そして、ミキサー７では、前記検知手段６
で測定された水分又は比重から判定される濃縮泥水の固
形量に応じて適量の自燃用燃料６３が混入され撹拌され
る。撹拌は適度な水分下に良好に行われる。

【００２２】ここで、自燃用燃料としては、微粉炭、コ
ークス粉末、オイルコークス粉末、もみがら、おがく
ず、ジュートくず、バカス、泥炭、草炭、亜炭（若年
炭）、アルコール発酵廃棄物、石油精製時に残留するス
ラッジ等が挙げられ、コークス粉末、オイルコークス粉
末の使用が脱水効果の上で好ましい。この自燃用燃料
は、濃縮泥水・泥土類に対し乾燥重量比で２〜６％、好
ましくは３〜５％混入させる。泥水・泥土類の中に含ま
れる有機物は燃料として利用される。したがって、自燃
用燃料の添加量はスラリー中の有機物の量を考慮して決
定される。燃料分が少な過ぎると、焼成が不安定とな
り、軽量骨材の生成が不良となる。また、燃料分が多過
ぎると焼成炉中で融着（ブリッジ）や目詰りを起こして
焼成が不完全となる。泥水・泥土と自燃用燃料は撹拌に
よって完全に均質に混合される。このとき、泥水・泥土
は４０〜６０％の水分を含んでおり、撹拌によって均質
に混練される。

【００２３】また、場合によっては自燃用燃料と共に濾
過プレス助剤が投入される。ここで濾過プレス助剤は、
後工程の機械的脱水を補助して効果的なものとするため
のもので、２〜４０ｍｍのケイ藻土微粉、焼成パーライ
ト微粉、ふっ石（ゼオライト）微粉、大谷石微粉、コー
クス微粉等の使用が好ましい。

【００２４】ミキサー７で自燃用燃料６３を含む均質に
混練された混練原料６４は、引き続き脱水アジテータ８
に送り込まれる。ここでモータ駆動の撹拌翼８ａにより
流動性を維持するとともに、比重の関係で上澄となる余
剰水６５は、フィルタプレス２１の負担を軽くするため
脱水アジテータ８の上部から抜き取られ、いったん貯水
槽５０に貯められる。

【００２５】脱水アジテータ８において更に水分が調整
された混練原料６４は高圧ポンプ２２によってフィルタ
ープレス２１に圧送され、含水率２０〜４０％、好まし
くは２５〜３０％に機械的に脱水され、ケーキ受け２３
に集められる。このフィルタープレス２１による脱水
は、プレス時間や濾過プレス助剤によって異なるが、３
０〜４０％の含水率に止めてもかまわない。後工程にお
いて無機質微粒子の添加等によって２５〜３０％に水分
調整すれば足りる。

【００２６】フィルタープレス２１において脱水された
泥水・泥土類のケーキ２９は、充分に水分が下げられて
いない場合等には、必要に応じてニーダー２５に送ら
れ、無機質の微粒子例えば石炭灰等と混練して次工程の
押出し成形が可能な限り少ない水分まで含有平均水分を
下げる。そして、カッターを備える押出し成形機２６に
送られて、所定の大きさの塊りに造塊される。ここで、
所定の大きさとは、後工程の焼成に適した大きさで、例
えば５〜２０ｍｍの径である。一定の大きさの塊りに成
形された泥土類は更に強度を増すため等の必要に応じて
バンドドライヤ２７等を利用して水分を１０％程度に下
げる。

【００２７】バンドドライヤ２７において含水率１０％
程度に下げられた泥水・泥土類の粒子はふるい２８にか
けられ、更に大きさが整えられて焼成用キルン３１に搬
入される。

【００２８】キルン３１では泥水・泥土類の固形中の自
燃用燃料及び有機質を燃焼させて、残留するＳｉＯ₂，
Ａｌ₂Ｏ₃等の無機質成分を焼結させる。この焼成品の
性状は、例えば建設汚泥におが屑を自燃用燃料として混
合した場合には、見掛け比重１．２５、吸水率１４．５
％で軽量骨材として好適なものである。

【００２９】そこで、振動ふるい４１にかけて製品の大
きさ別に選別して貯留する。

【００３０】また、建設残土を廃棄処理する場合には、
含水率が泥水・泥土に比べて著しく低くかつ固形化して
いるので、一旦グリズリー１１で粉砕し、磁力選別機１
２等によって金属不純物を取除いてから残土置場１３に
貯留する。そして、湿式粉砕ミル１４において、適量の
水分を加えながら粉砕して６０％以上の水分を有するス
ラリーとする。そして、このスラリーを高圧ポンプ１５
でバッチ式ミキサー７に送り、上述の処理を施す。尚、
脱水アジテータ８の上澄の余剰水６５及びフィルタープ
レス２１の圧縮水は、貯水槽５０に集められ、固形分を
沈澱分離する一方、ｐＨ調整槽５１に移して中和調整し
た後排水する。貯水槽５０の固形分は湿式粉砕ミル１４
に循環させる。

【００３１】尚、上述の実施例は本発明の好適な実施の
一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の
要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能であ
る。例えば、図２に示すように、ミキサー７を用いずに
シックナー２からスラリーポンプ３で取出した濃縮泥水
を脱水アジテータ８に直接供給し、脱水アジテータ８に
自燃用燃料６３及び必要なプレス助剤を供給して燃料混
合と脱水及び撹拌を行なうこともある。

【００３２】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
の泥水・泥土類の廃棄処理装置は、シックナーにおいて
水分調整した濃縮泥水・泥土に自燃用燃料を混入して撹
拌し、均質に混練した後機械脱水し、適当な水分に調整
した後造塊し、含有する自燃用燃料及び有機質成分を燃
焼させて焼成し、無機質系の人工軽量骨材を製造するよ
うにしているので、乾燥した泥水・泥土類の塊りに均質
に混在する自燃用燃料の燃焼熱によって、固形物内の無
機質成分が焼結し、粒状物同士の融着や目詰りを起こす
ことなく無機質系の人工軽量骨材として焼成される。

【００３３】したがって、従来多額のコストをかけて安
定化・固化させてから投棄ないし埋設するしか処理の方
法がなかった泥水・泥土を人工骨材の原料として利用す
ることができ、廃棄物の有効利用と経済的価値の付加が
可能となる。

【００３４】また、シックナーによって水分調整をした
後に自燃用燃料を加えてから混練するようにしたので、
自燃用燃料と泥水の固形分とが均質に混練できると共に
ダム工事等において発生する泥水のような高含水率の泥
水・泥土でも良質の混練原料として人工軽量骨材を安価
に製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の泥水・泥土類の廃棄処理装置の一実施
例を示す原理図である

【図２】本発明の泥水・泥土類の廃棄処理装置の他の実
施例を示す原理図である。

【符号の説明】

１混練設備２シックナー２０成形設備３０焼成設備６１泥水６２凝集剤６３自燃用燃料６４混練原料６５上澄の余剰水

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＢ０９Ｃ 1/06 Ｂ０９Ｂ 3/00 ＺＡＢＣ０４Ｂ 14/02 ３０３Ｐ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】泥水・泥土類を凝集剤と共にシックナー
で攪拌して水分調整し、その後前記シックナーから供給
される濃縮泥水の固形量に応じた適量の自燃用燃料を添
加して均質に混練する混練設備と、自燃用燃料を混練し
た原料を機械的に脱水して更に適当な水分に調整した後
造塊する成形設備と、その造塊原料を含有する自燃用燃
料の燃焼によって焼成し無機質系の人工軽量骨材とする
燃焼設備とから成り、ミキサーと前記成形設備との間に
混練原料の分離を防ぐと共に流動性を維持し、上澄みの
余剰水を所要に応じ排出する脱水アジテータを備えたこ
とを特徴とする泥水・泥土類の廃棄処理装置。