JPH07124595A - 掘削用泥水処理方法と装置 - Google Patents
掘削用泥水処理方法と装置Info
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- JPH07124595A JPH07124595A JP5159898A JP15989893A JPH07124595A JP H07124595 A JPH07124595 A JP H07124595A JP 5159898 A JP5159898 A JP 5159898A JP 15989893 A JP15989893 A JP 15989893A JP H07124595 A JPH07124595 A JP H07124595A
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Landscapes
- Treatment Of Sludge (AREA)
- Bulkheads Adapted To Foundation Construction (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Cyclones (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】建設用循環泥水、安定化泥水、泥等のリサイク
ル、脱水、分離土砂の埋め立て、埋め戻し土砂等の処
理、生産、配送に適した掘削用泥水処理法と装置。 【構成】複数の掘削現場と単数または複数の処理装置、
貯蔵処理基地を組合せ、融通すること。複数サイクロ
ン、炭酸ガスを組合せることにより品質が安定した大量
処理を行い、脱水、埋立てを組み合わせて、泥水、泥、
土砂利用を容易にし、掘削用資材、処理薬剤の使用を減
じ、廃棄物発生を抑制する。
ル、脱水、分離土砂の埋め立て、埋め戻し土砂等の処
理、生産、配送に適した掘削用泥水処理法と装置。 【構成】複数の掘削現場と単数または複数の処理装置、
貯蔵処理基地を組合せ、融通すること。複数サイクロ
ン、炭酸ガスを組合せることにより品質が安定した大量
処理を行い、脱水、埋立てを組み合わせて、泥水、泥、
土砂利用を容易にし、掘削用資材、処理薬剤の使用を減
じ、廃棄物発生を抑制する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は現場打ち造成杭、連壁工
法における地盤掘削に使用し発生した泥水、汚泥、掘削
土の処理における分級、脱水、浄化、廃棄物処理あるい
は調整、リサイクル等に適した方法、装置に関する。
法における地盤掘削に使用し発生した泥水、汚泥、掘削
土の処理における分級、脱水、浄化、廃棄物処理あるい
は調整、リサイクル等に適した方法、装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、泥粒子を懸濁した泥水を使用しつ
つ掘削する掘削工事から排出される大量の土砂を含有す
る泥水を脱水処理し、リサイクルする低コスト、簡易な
処理法が無かった。掘削工事現場での泥水からの土砂分
離は沈降槽が主体で、時に単段のサイクロンを利用する
が必ずしも完全なものでなく、掘削条件規格から外れた
泥水あるいは安定化泥水は系から排出して廃棄し、新た
に調製されていた。従って大量の汚泥、廃棄土砂発生の
原因になっていた。この処理のためには、従来の瀘過脱
水や排水処理、環境浄化では単なる分離だけでなく、分
離した排水、排気処理を必要とする。 従来の脱水設備
は高価で処理費が高くつくので、水を含む大量の土砂、
汚泥等は裸の地盤の上に堆積して浸透脱水したり、セメ
ント固化等によって処理するのが普通であった。前者は
地下水汚染の原因となるので継続大量処理には適しな
い。後者は廃棄物増量になる。近年棄場や埋立地がなく
なってきたのでその対策として汚泥を脱水後、工事用埋
め戻し材として使用することが検討されているが、問題
解決のために従来利用されている装置、工程の多くは化
学工業に使用されてきた濾過、脱水機器の型、操作条件
をそのまま利用することが多く、設備費、動力費、運転
費等がかかるのが難点であった。輸送まで含むシステム
としての総合コストを下げる試みもなかった。掘削用泥
水、安定化泥水の処理におぃて、砂分が多い地盤の掘削
で砂混入が多ぃ場合にはサイクロン付の脱水篩を使用す
る方法があるが、効果が安定せず、新たな解決法が必要
であった。炭酸ガス処理した安定化泥水の輸送、使用の
例はなく、輸送中の振動、輸送距離等未知、未解決の問
題があった。
つ掘削する掘削工事から排出される大量の土砂を含有す
る泥水を脱水処理し、リサイクルする低コスト、簡易な
処理法が無かった。掘削工事現場での泥水からの土砂分
離は沈降槽が主体で、時に単段のサイクロンを利用する
が必ずしも完全なものでなく、掘削条件規格から外れた
泥水あるいは安定化泥水は系から排出して廃棄し、新た
に調製されていた。従って大量の汚泥、廃棄土砂発生の
原因になっていた。この処理のためには、従来の瀘過脱
水や排水処理、環境浄化では単なる分離だけでなく、分
離した排水、排気処理を必要とする。 従来の脱水設備
は高価で処理費が高くつくので、水を含む大量の土砂、
汚泥等は裸の地盤の上に堆積して浸透脱水したり、セメ
ント固化等によって処理するのが普通であった。前者は
地下水汚染の原因となるので継続大量処理には適しな
い。後者は廃棄物増量になる。近年棄場や埋立地がなく
なってきたのでその対策として汚泥を脱水後、工事用埋
め戻し材として使用することが検討されているが、問題
解決のために従来利用されている装置、工程の多くは化
学工業に使用されてきた濾過、脱水機器の型、操作条件
をそのまま利用することが多く、設備費、動力費、運転
費等がかかるのが難点であった。輸送まで含むシステム
としての総合コストを下げる試みもなかった。掘削用泥
水、安定化泥水の処理におぃて、砂分が多い地盤の掘削
で砂混入が多ぃ場合にはサイクロン付の脱水篩を使用す
る方法があるが、効果が安定せず、新たな解決法が必要
であった。炭酸ガス処理した安定化泥水の輸送、使用の
例はなく、輸送中の振動、輸送距離等未知、未解決の問
題があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】泥土、泥水を処理する
場合、脱水工程がコストが障害になっている例が多い。
ゲル化した建設汚泥のリサイクルが行われた例はなく、
規格外の使用済泥水の他現場への利用の例は勿論なく、
したがってその問題点を発見し、解決方法を確立する必
要があった。従来は処理困難なものを、一括処理、廃棄
しようとして解決を困難にしていた。 研究の結果、泥
水または泥土中の比較的微粒子を分離して別に処理する
と脱水が容易になり従来のように遠心分離、圧濾過のよ
うに高価な装置を使用しなくても、簡単な水きり処理ま
たは簡単な脱水で埋め戻し用に使用できる土砂とリサイ
クル可能な泥水を得ることを、発明者らのさきの特願平
成4−361818、特願平成4−362128号等で
提案している。本発明はこれらの技術を利用してさらに
新たな知見を加え、分別処理して泥水を再生し、簡易に
土砂を脱水し、得られた掘削用泥水は、分離した土砂分
を簡易に脱水すること、土砂分を埋立て等に利用する場
合に含水率を調整して流動性を維持し、埋立て、埋戻し
後、脱水でき、埋立てに容易に使用することを目的とす
るもので、必要により土壌浄化作業をも同時に行うこと
もでき、または在来法と組合せて、低コスト、高能率、
低動力消費で土砂の脱水処理やリサイクル系を構成して
有効利用することを目的とし、しかも長期の繰返しリサ
イクル使用による、品質の変化を防止する必要があっ
た。
場合、脱水工程がコストが障害になっている例が多い。
ゲル化した建設汚泥のリサイクルが行われた例はなく、
規格外の使用済泥水の他現場への利用の例は勿論なく、
したがってその問題点を発見し、解決方法を確立する必
要があった。従来は処理困難なものを、一括処理、廃棄
しようとして解決を困難にしていた。 研究の結果、泥
水または泥土中の比較的微粒子を分離して別に処理する
と脱水が容易になり従来のように遠心分離、圧濾過のよ
うに高価な装置を使用しなくても、簡単な水きり処理ま
たは簡単な脱水で埋め戻し用に使用できる土砂とリサイ
クル可能な泥水を得ることを、発明者らのさきの特願平
成4−361818、特願平成4−362128号等で
提案している。本発明はこれらの技術を利用してさらに
新たな知見を加え、分別処理して泥水を再生し、簡易に
土砂を脱水し、得られた掘削用泥水は、分離した土砂分
を簡易に脱水すること、土砂分を埋立て等に利用する場
合に含水率を調整して流動性を維持し、埋立て、埋戻し
後、脱水でき、埋立てに容易に使用することを目的とす
るもので、必要により土壌浄化作業をも同時に行うこと
もでき、または在来法と組合せて、低コスト、高能率、
低動力消費で土砂の脱水処理やリサイクル系を構成して
有効利用することを目的とし、しかも長期の繰返しリサ
イクル使用による、品質の変化を防止する必要があっ
た。
【0004】
【問題を解決するための手段】本発明の処理法は液体サ
イクロンと炭酸ガス処理、沈降あるいは貯蔵槽の併用に
よって殆どあらゆる建設、土木から発生する廃棄泥また
は泥水の処理、精製、調整、および発生する泥水、土砂
の脱水、浄化処理を低コストで実現することに成功し
た。生成物は掘削土から混入する有害物がなければ、処
理によって有害物が発生することなく、実質的に全量再
利用できるものである。これを実際に再利用するために
複数の掘削現場と処理基地あるいは規模の大きい現場に
おける複数の掘削機の泥水処理を輸送システムによって
総合的に結合して物質の授受を行い、廃棄物を最小にし
て処理条件、装置、泥水中の微粒子条件の調節、改善、
比重等の規格制御を行う。微粒子と粗粒子分離と撹拌中
和反応装置としての液体サイクロンを含む工程と調整
(または処理済)泥水の単数または複数の貯蔵基地の設
置によって問題が解決できた。また従来は処理困難であ
った理由の一つであった掘削に使用する泥水、安定化泥
水中の砂、シルトの分離の場合、屡々不規則な濃度変動
が問題であった。これらを振動篩、液体サイクロン、沈
降槽、脱水篩、微粒子を分離した土砂、シルトの貯蔵機
能、微粒子除去機能、微粒子の濃縮貯蔵機能、その泥水
への還元機能の全部またはそれらから選ばれた機能の重
畳組合せによって可能にする。これは系としては掘削現
場と処理貯蔵基地を重畳させることによって障害の会費
が可能になったものである。その主体になるものはリサ
イクルまたは脱水の障害になる微粒子除去あるいは濃
度、比重の調整機能と輸送、貯蔵機能である。比重、粘
性、濾過性、導電率等の特性を処理装置自身、輸送手段
または現場装置で掘削の規格、現場状況に適合し易いよ
うに調整し、または出荷時および掘削現場で調整可能に
することによって大幅な融通性を確保するもので、この
ような発想は近代の一定水準の原料を使用して一定規格
の工業製品を出荷するやり方からは出て来ないものであ
る。すなわち多様な掘削現場からの多様な排出物を比較
的簡単な工程で処理してさらに多様な要求を持つ掘削現
場の要求に多数の現場を総合した系として適合すること
に本発明の特徴がある。本発明はこのために、例えば入
り口高濃度では2段以上にサイクロンを通過し、または
2段と同等の能力を持つ軸流サイクロン作用に付加され
た本発明によるサイクロンを使用できる。必要時には入
り口低濃度の時並列に使用して1段にすると同一サイク
ロン数では処理能力が増加し、動力は節約できる。この
操作は出口比重により自動または手動で切り替えでき
る。サイクロンの1段は単数または複数のサイクロンの
組合せであってよい。1つの組合せは直径の異なるもの
を含んでいてよい。シルト含量を制御して、比重を所定
値に保持するために、シルト分離用の比較的小径のサイ
クロンを併用するのがエネルギー節約の見地から有利で
あり、主流と別にポンプ、小径サイクロンを設けて常時
または必要時使用するか、主流のポンプを利用して、小
径のサイクロンを比較的大径のサイクロンに並列に連結
し、常時または必要に応じて使用することができる。同
一処理量を得るためには小型小径のサイクロンはより多
数を要し、設備費は比較的高く、動力費は比較的安くな
る。小型遠心ポンプは所要の入り口圧を得難いので大型
ポンプの分岐流を利用するのが簡単である。また動力節
約のために微粒子分離に特願平4−302808の図3
記載のような流動装置を利用することができる。再利用
する泥水の特性例えば比重は処理後、処理貯蔵設備にお
いては、追加の調整余地のある性状にするのが好まし
い。これは複数の掘削現場において、必要とされる泥水
の性状が多様であるからである。この点も従来リサイク
ルが行われ難かった一つの原因であると考えられた。後
でベントナイトや安定剤、分散剤を添加し、必要な性状
に調整できる。これは多数の実験で得た新しい知見であ
って、これにより多数の新しい掘削現場にリサイクル泥
水を輸送し利用することが可能になったのである。再使
用可能の証明は例えば掘削壁の超音波測定によってなさ
れた。掘削壁状況、超音波の泥水中の適当な透過造影状
況の観察と記録により、従来法の調合新泥水と再生した
調整泥水は掘削条件とも同様であった。逆に本発明によ
る泥水の供給制御系が最近の超音波等による測定を利用
した掘削制御を可能ならしめるものである。さもなけれ
ば、このような測定による掘削の監視、制御は膨大な量
の廃棄物を発生することになるであろう。泥水の繰返し
利用による品質の劣化防止は、返送泥水から土砂を極力
除去することにより達成される。必要により、特に夏期
には貯蔵泥水の循環、曝気による微生物分解、腐敗の防
止、プランクトン等微生物の増殖を抑制できる。これら
は重要な知見である。泥水循環の阻害物あるいは老廃物
の蓄積障害がない理由は、泥水と分離土砂の間に不純
物、老廃物の吸着分配の疑似平衡が成立しているものと
考えられ、土砂分離によって、蓄積する筈の泥水劣化成
分が系外に必要な割合で継続して排出されることによる
と考えられる。微生物その他による有機物の分解や発生
はこのような平衡関係による浄化除去作用を阻害するか
らである。また別に掘削現場では地盤へ泥水が少量ずつ
排出されるので、これも蓄積防止平衡に寄与している。
従来このようなことが考慮されず、従って多数回循環す
るにたる品質の泥水品質の維持がなされたことがなかっ
たと思われる。好ましい状態を維持する処理は処理によ
って得られる処理泥水中の砂分(日本基礎建設協会の安
定液管理指針の試験法による粒径が74ミクロン以上の
もの)3%以下特に0.5〜1%以下にすることによっ
て、達成される。一方本発明による炭酸ガス処理は液体
サイクロンとの併用によって容易にこの基準を達成し、
他の薬剤と異なり溶解分は衛生上全く無害で、その化合
物の地盤への漏出による地下水汚染がないので掘削にお
ける損失を見込んでよい利点がある。このようにして
水、泥水を実質的に廃棄することなく殆ど完全にリサイ
クル使用できる。図1は本発明による泥水処理に適した
装置である。 現場打ちセメント杭のアースドリル工法
における安定化泥水はベントナイト微粒子、粘性成分で
あるCMC等を含み、そのままでは濾過脱水の場合、濾
材の目詰まりが激しく運転中に含まれてくる土砂、シル
トの分離が困難なものである。しかしベントナイト成分
および微粒子を本発明により水側に分離することによっ
て、残存水分の脱水が容易になり、簡易な堆積脱水か、
時に必要により簡単な真空脱水で充分になった。脱水設
備がない時でも固化剤の使用は必ずしも必要とせず従っ
て固化剤による無駄な増量がなくなった。なお本処理装
置に低速または高速の遠心分離機を併用して微粒子分離
しても差し支えないことは当然である。
イクロンと炭酸ガス処理、沈降あるいは貯蔵槽の併用に
よって殆どあらゆる建設、土木から発生する廃棄泥また
は泥水の処理、精製、調整、および発生する泥水、土砂
の脱水、浄化処理を低コストで実現することに成功し
た。生成物は掘削土から混入する有害物がなければ、処
理によって有害物が発生することなく、実質的に全量再
利用できるものである。これを実際に再利用するために
複数の掘削現場と処理基地あるいは規模の大きい現場に
おける複数の掘削機の泥水処理を輸送システムによって
総合的に結合して物質の授受を行い、廃棄物を最小にし
て処理条件、装置、泥水中の微粒子条件の調節、改善、
比重等の規格制御を行う。微粒子と粗粒子分離と撹拌中
和反応装置としての液体サイクロンを含む工程と調整
(または処理済)泥水の単数または複数の貯蔵基地の設
置によって問題が解決できた。また従来は処理困難であ
った理由の一つであった掘削に使用する泥水、安定化泥
水中の砂、シルトの分離の場合、屡々不規則な濃度変動
が問題であった。これらを振動篩、液体サイクロン、沈
降槽、脱水篩、微粒子を分離した土砂、シルトの貯蔵機
能、微粒子除去機能、微粒子の濃縮貯蔵機能、その泥水
への還元機能の全部またはそれらから選ばれた機能の重
畳組合せによって可能にする。これは系としては掘削現
場と処理貯蔵基地を重畳させることによって障害の会費
が可能になったものである。その主体になるものはリサ
イクルまたは脱水の障害になる微粒子除去あるいは濃
度、比重の調整機能と輸送、貯蔵機能である。比重、粘
性、濾過性、導電率等の特性を処理装置自身、輸送手段
または現場装置で掘削の規格、現場状況に適合し易いよ
うに調整し、または出荷時および掘削現場で調整可能に
することによって大幅な融通性を確保するもので、この
ような発想は近代の一定水準の原料を使用して一定規格
の工業製品を出荷するやり方からは出て来ないものであ
る。すなわち多様な掘削現場からの多様な排出物を比較
的簡単な工程で処理してさらに多様な要求を持つ掘削現
場の要求に多数の現場を総合した系として適合すること
に本発明の特徴がある。本発明はこのために、例えば入
り口高濃度では2段以上にサイクロンを通過し、または
2段と同等の能力を持つ軸流サイクロン作用に付加され
た本発明によるサイクロンを使用できる。必要時には入
り口低濃度の時並列に使用して1段にすると同一サイク
ロン数では処理能力が増加し、動力は節約できる。この
操作は出口比重により自動または手動で切り替えでき
る。サイクロンの1段は単数または複数のサイクロンの
組合せであってよい。1つの組合せは直径の異なるもの
を含んでいてよい。シルト含量を制御して、比重を所定
値に保持するために、シルト分離用の比較的小径のサイ
クロンを併用するのがエネルギー節約の見地から有利で
あり、主流と別にポンプ、小径サイクロンを設けて常時
または必要時使用するか、主流のポンプを利用して、小
径のサイクロンを比較的大径のサイクロンに並列に連結
し、常時または必要に応じて使用することができる。同
一処理量を得るためには小型小径のサイクロンはより多
数を要し、設備費は比較的高く、動力費は比較的安くな
る。小型遠心ポンプは所要の入り口圧を得難いので大型
ポンプの分岐流を利用するのが簡単である。また動力節
約のために微粒子分離に特願平4−302808の図3
記載のような流動装置を利用することができる。再利用
する泥水の特性例えば比重は処理後、処理貯蔵設備にお
いては、追加の調整余地のある性状にするのが好まし
い。これは複数の掘削現場において、必要とされる泥水
の性状が多様であるからである。この点も従来リサイク
ルが行われ難かった一つの原因であると考えられた。後
でベントナイトや安定剤、分散剤を添加し、必要な性状
に調整できる。これは多数の実験で得た新しい知見であ
って、これにより多数の新しい掘削現場にリサイクル泥
水を輸送し利用することが可能になったのである。再使
用可能の証明は例えば掘削壁の超音波測定によってなさ
れた。掘削壁状況、超音波の泥水中の適当な透過造影状
況の観察と記録により、従来法の調合新泥水と再生した
調整泥水は掘削条件とも同様であった。逆に本発明によ
る泥水の供給制御系が最近の超音波等による測定を利用
した掘削制御を可能ならしめるものである。さもなけれ
ば、このような測定による掘削の監視、制御は膨大な量
の廃棄物を発生することになるであろう。泥水の繰返し
利用による品質の劣化防止は、返送泥水から土砂を極力
除去することにより達成される。必要により、特に夏期
には貯蔵泥水の循環、曝気による微生物分解、腐敗の防
止、プランクトン等微生物の増殖を抑制できる。これら
は重要な知見である。泥水循環の阻害物あるいは老廃物
の蓄積障害がない理由は、泥水と分離土砂の間に不純
物、老廃物の吸着分配の疑似平衡が成立しているものと
考えられ、土砂分離によって、蓄積する筈の泥水劣化成
分が系外に必要な割合で継続して排出されることによる
と考えられる。微生物その他による有機物の分解や発生
はこのような平衡関係による浄化除去作用を阻害するか
らである。また別に掘削現場では地盤へ泥水が少量ずつ
排出されるので、これも蓄積防止平衡に寄与している。
従来このようなことが考慮されず、従って多数回循環す
るにたる品質の泥水品質の維持がなされたことがなかっ
たと思われる。好ましい状態を維持する処理は処理によ
って得られる処理泥水中の砂分(日本基礎建設協会の安
定液管理指針の試験法による粒径が74ミクロン以上の
もの)3%以下特に0.5〜1%以下にすることによっ
て、達成される。一方本発明による炭酸ガス処理は液体
サイクロンとの併用によって容易にこの基準を達成し、
他の薬剤と異なり溶解分は衛生上全く無害で、その化合
物の地盤への漏出による地下水汚染がないので掘削にお
ける損失を見込んでよい利点がある。このようにして
水、泥水を実質的に廃棄することなく殆ど完全にリサイ
クル使用できる。図1は本発明による泥水処理に適した
装置である。 現場打ちセメント杭のアースドリル工法
における安定化泥水はベントナイト微粒子、粘性成分で
あるCMC等を含み、そのままでは濾過脱水の場合、濾
材の目詰まりが激しく運転中に含まれてくる土砂、シル
トの分離が困難なものである。しかしベントナイト成分
および微粒子を本発明により水側に分離することによっ
て、残存水分の脱水が容易になり、簡易な堆積脱水か、
時に必要により簡単な真空脱水で充分になった。脱水設
備がない時でも固化剤の使用は必ずしも必要とせず従っ
て固化剤による無駄な増量がなくなった。なお本処理装
置に低速または高速の遠心分離機を併用して微粒子分離
しても差し支えないことは当然である。
【0005】
【実施例】図1において、掘削穴101から注入コンク
リートと置換して排出された泥水は現場の処理装置10
2に入り、廃棄泥水または廃泥あるいは沈降含水土砂は
輸送手段たとえばタンク車、バキューム車、配管103
によって貯蔵処理基地に輸送され、粗泥水貯槽48には
いりスラリーポンプ等で分配器1から振動篩2上に供給
され、小石や雑物を分離され、槽4に入る。土砂は槽底
に沈降し、泥水との界面に浮子29を追随させセンサー
9によって検出して弁あるいはゲート6を操作装置7に
より新規または慣用手段で調節して脱水篩に供給する。
沈降物の流動性は振動によって補助することができる。
溢流泥水は溢流口5から槽30の仕切り31と32の
間に落下し、傾斜板仕切りを通過して泥水層20と沈降
泥層21に分離する。脱水篩を通過した泥水はなお土砂
を含み、沈降部で泥水層16と沈降土砂17に分離し、
沈降層17、21と合してポンプ34によって、配管1
2によって脱水篩11に直接供給するか、配管13を経
てサイクロン14により濃縮し11に供給する。14の
上流は土砂分を含み易く20に入れる。泥水層16、2
0はポンプ18でサイクロン19に送り比較的小径また
は小粒子分離条件で分離し濃縮泥は脱水篩11に供給す
る。19の上口流は比重あるいは成分によって沈降層3
5に入れ、または次の貯槽に送る。沈降層23はポンプ
25でサイクロン24に供給し、濃縮脱水操作するか、
別の分離装置へ送る。ポンプ26は泥水層35の泥水を
サイクロン27に送り、粗粒子を分離して貯槽に送る。
弁36から全量または部分的に直送して比重調整でき
る。このバイパス36の調整によってサイクロン27の
分離性能調節が可能になる。同様の調節は他のサイクロ
ンについても可能である。ポンプ34の直送系12は槽
4に戻しても良いし、槽4同様の別槽を追加してもよ
い。動力節約と機器摩耗防止に有用である。本発明は複
数サイクロンを分離性能の異なる諸元または条件で操作
し、複数の流路に特徴がある。各沈降槽には傾斜板を挿
入できる。この傾斜板には堆積固着防止のため振動を加
えるのが適当であり、振動は弱いものでもよい。また泥
水流の衝突によっても振動を発生できる。11への濃縮
泥または土砂供給位置、構造は試験によって任意に選択
できる。22は底板、沈降傾斜板上の粒子移動用、堆積
防止用振動機構である。比較的高いpH、高い比重で流
動性が悪い泥は炭酸ガス吹き込み装置38またはノズル
39からの炭酸ガスによりpH8−9.5程度に調節し
て、分離効果を上げ、測定、操作も容易になった。比重
低下も改善できた。処理された泥水はポンプ44と槽底
に向け水平ないし斜めに泥水を吹き出し沈降防止を兼ね
て撹拌する分散管45を有し複数であり得る貯槽または
調整槽43に貯蔵し、主として比重を調整して直接また
は撹拌機42を有する調整槽41を経て輸送手段46に
よって現場101に返送しまたは他の現場の貯層105
に送る。土砂3または53も同様掘削現場に返送するか
他の埋立て等に使用する。微粒子の含有量は液体サイク
ロン14、19、24、27の径、数、組合せ、繰返し
処理、運用により比重を任意に調整することができる。
微粒子含有量が多い排泥水処理において比重を1.07
程度以下にする場合には、アースドリル工法等に使用す
るカルボキシメチルセルローズ系その他の増粘剤あるい
は分散剤、腐食土質、カルシウム分等が含まれているに
かかわらず液体サイクロンの下流に74〜45ミクロン
以下の微粒子を分離できる。この微粒子泥は泥水中ある
いは含水状態で槽40に保存することができ、槽攪拌に
よって水あるいは泥水中に撹拌によって必要により増粘
剤を加えて再分散可能であった。 これは保存中、必要
時間毎に撹拌機構42、45で撹拌することにより分散
性を保持することができる。微粒ベントナイトあるいは
増粘剤の添加により安定性を増すことができる。炭酸ガ
ス添加と、剪断力実現は径200mm以下の標準サイク
ロンと、標準操作条件でなされ、吹き込み圧0.5〜2
kg/cm2適当であった。pHは10.4が、サイク
ロン通過後 9.7と低下し、炭酸ガス量を増加すると
容易に8.2程度まで低下し、定量的反応であった。ゲ
ル化傾向は条件により10.5以下で消失した。比重は
排泥水で1.2〜1.3が1.07〜1.15となりサ
イクロンで2段、3段と直列に処理するに従い1.04
程度まで低下した。砂分はゲル化にも関係するが、5〜
25%のものを容易に1%程度にできた。工程に使用可
能の泥水は比重1.06〜1.15の程度であるが、泥
水として使用可能であり、ほぼ砂分だけが除去されたも
のに相当する処理品が得られるのが特徴である。微粒子
に富む排泥水処理から、74ミクロン以下53%、44
ミクロン以下が36%で泥水用に再使用可能の泥が得ら
れた。
リートと置換して排出された泥水は現場の処理装置10
2に入り、廃棄泥水または廃泥あるいは沈降含水土砂は
輸送手段たとえばタンク車、バキューム車、配管103
によって貯蔵処理基地に輸送され、粗泥水貯槽48には
いりスラリーポンプ等で分配器1から振動篩2上に供給
され、小石や雑物を分離され、槽4に入る。土砂は槽底
に沈降し、泥水との界面に浮子29を追随させセンサー
9によって検出して弁あるいはゲート6を操作装置7に
より新規または慣用手段で調節して脱水篩に供給する。
沈降物の流動性は振動によって補助することができる。
溢流泥水は溢流口5から槽30の仕切り31と32の
間に落下し、傾斜板仕切りを通過して泥水層20と沈降
泥層21に分離する。脱水篩を通過した泥水はなお土砂
を含み、沈降部で泥水層16と沈降土砂17に分離し、
沈降層17、21と合してポンプ34によって、配管1
2によって脱水篩11に直接供給するか、配管13を経
てサイクロン14により濃縮し11に供給する。14の
上流は土砂分を含み易く20に入れる。泥水層16、2
0はポンプ18でサイクロン19に送り比較的小径また
は小粒子分離条件で分離し濃縮泥は脱水篩11に供給す
る。19の上口流は比重あるいは成分によって沈降層3
5に入れ、または次の貯槽に送る。沈降層23はポンプ
25でサイクロン24に供給し、濃縮脱水操作するか、
別の分離装置へ送る。ポンプ26は泥水層35の泥水を
サイクロン27に送り、粗粒子を分離して貯槽に送る。
弁36から全量または部分的に直送して比重調整でき
る。このバイパス36の調整によってサイクロン27の
分離性能調節が可能になる。同様の調節は他のサイクロ
ンについても可能である。ポンプ34の直送系12は槽
4に戻しても良いし、槽4同様の別槽を追加してもよ
い。動力節約と機器摩耗防止に有用である。本発明は複
数サイクロンを分離性能の異なる諸元または条件で操作
し、複数の流路に特徴がある。各沈降槽には傾斜板を挿
入できる。この傾斜板には堆積固着防止のため振動を加
えるのが適当であり、振動は弱いものでもよい。また泥
水流の衝突によっても振動を発生できる。11への濃縮
泥または土砂供給位置、構造は試験によって任意に選択
できる。22は底板、沈降傾斜板上の粒子移動用、堆積
防止用振動機構である。比較的高いpH、高い比重で流
動性が悪い泥は炭酸ガス吹き込み装置38またはノズル
39からの炭酸ガスによりpH8−9.5程度に調節し
て、分離効果を上げ、測定、操作も容易になった。比重
低下も改善できた。処理された泥水はポンプ44と槽底
に向け水平ないし斜めに泥水を吹き出し沈降防止を兼ね
て撹拌する分散管45を有し複数であり得る貯槽または
調整槽43に貯蔵し、主として比重を調整して直接また
は撹拌機42を有する調整槽41を経て輸送手段46に
よって現場101に返送しまたは他の現場の貯層105
に送る。土砂3または53も同様掘削現場に返送するか
他の埋立て等に使用する。微粒子の含有量は液体サイク
ロン14、19、24、27の径、数、組合せ、繰返し
処理、運用により比重を任意に調整することができる。
微粒子含有量が多い排泥水処理において比重を1.07
程度以下にする場合には、アースドリル工法等に使用す
るカルボキシメチルセルローズ系その他の増粘剤あるい
は分散剤、腐食土質、カルシウム分等が含まれているに
かかわらず液体サイクロンの下流に74〜45ミクロン
以下の微粒子を分離できる。この微粒子泥は泥水中ある
いは含水状態で槽40に保存することができ、槽攪拌に
よって水あるいは泥水中に撹拌によって必要により増粘
剤を加えて再分散可能であった。 これは保存中、必要
時間毎に撹拌機構42、45で撹拌することにより分散
性を保持することができる。微粒ベントナイトあるいは
増粘剤の添加により安定性を増すことができる。炭酸ガ
ス添加と、剪断力実現は径200mm以下の標準サイク
ロンと、標準操作条件でなされ、吹き込み圧0.5〜2
kg/cm2適当であった。pHは10.4が、サイク
ロン通過後 9.7と低下し、炭酸ガス量を増加すると
容易に8.2程度まで低下し、定量的反応であった。ゲ
ル化傾向は条件により10.5以下で消失した。比重は
排泥水で1.2〜1.3が1.07〜1.15となりサ
イクロンで2段、3段と直列に処理するに従い1.04
程度まで低下した。砂分はゲル化にも関係するが、5〜
25%のものを容易に1%程度にできた。工程に使用可
能の泥水は比重1.06〜1.15の程度であるが、泥
水として使用可能であり、ほぼ砂分だけが除去されたも
のに相当する処理品が得られるのが特徴である。微粒子
に富む排泥水処理から、74ミクロン以下53%、44
ミクロン以下が36%で泥水用に再使用可能の泥が得ら
れた。
【0006】
【実施例】図2は廃泥水、廃泥、処理した調整泥水、埋
め戻しまたは埋めたて用の脱水または含水流動性土砂、
泥土の集配、処理、貯蔵、使用法の系統図である。掘削
穴101と現場の処理装置102は泥水の処理とそれを
利用した掘削作業を繰返し、発生した分離土砂104は
現場に埋め戻す。現場装置では技術的にまたは時間的に
再生できない泥水および沈降泥はタンク車103によっ
て貯蔵処理基地の貯槽48にいれ、貯蔵処理装置30で
処理する。処理済泥水は貯槽105から各作業現場へと
運搬する。分離された土砂53はダンプ車あるいは通常
トラックによって掘削現場、その他建設現場、農地に運
搬できる。サイクロン下からの濃縮含水微粒子は貯槽4
0に湿状態で貯蔵され、必要により掘削現場に供給し、
解膠して利用しまたは自装置で比重調整用その他に使用
するほか他の貯蔵処理装置の間で授受する。54、55
は炭酸ガス、ベントナイト、安定剤、増粘剤、水供給を
示す。
め戻しまたは埋めたて用の脱水または含水流動性土砂、
泥土の集配、処理、貯蔵、使用法の系統図である。掘削
穴101と現場の処理装置102は泥水の処理とそれを
利用した掘削作業を繰返し、発生した分離土砂104は
現場に埋め戻す。現場装置では技術的にまたは時間的に
再生できない泥水および沈降泥はタンク車103によっ
て貯蔵処理基地の貯槽48にいれ、貯蔵処理装置30で
処理する。処理済泥水は貯槽105から各作業現場へと
運搬する。分離された土砂53はダンプ車あるいは通常
トラックによって掘削現場、その他建設現場、農地に運
搬できる。サイクロン下からの濃縮含水微粒子は貯槽4
0に湿状態で貯蔵され、必要により掘削現場に供給し、
解膠して利用しまたは自装置で比重調整用その他に使用
するほか他の貯蔵処理装置の間で授受する。54、55
は炭酸ガス、ベントナイト、安定剤、増粘剤、水供給を
示す。
【0007】
【実施例】図1に例示した装置にボンベ炭酸ガスを吹き
込む場合、装置入り口38または複数であり得る装置内
39での吹き込みが適当である。被処理物pHが掘削規
格内であってもゲル化傾向ものは炭酸ガス使用によって
分離、脱水を改善できた。任意量を吹き込むことができ
た。 有効性はpH測定と沈降物の凝固性の目視、砂分
離性、脱水性等により容易に判定できる。特に管路等に
撹拌機能が無くてもサイクロン自体、撹拌混合器として
働くが、スタティックミキサー等を併用してもよい。管
路への吹き込み、あるいはポンプへの吸い込みも有効
で、サイクロンの強い撹拌剪断力が作用し、炭酸ガス吹
き込み量に応じてほぼ定量的にpH低下があることが認
められ、ゲル化解消と土砂分の円滑な分離が目視でき
た。
込む場合、装置入り口38または複数であり得る装置内
39での吹き込みが適当である。被処理物pHが掘削規
格内であってもゲル化傾向ものは炭酸ガス使用によって
分離、脱水を改善できた。任意量を吹き込むことができ
た。 有効性はpH測定と沈降物の凝固性の目視、砂分
離性、脱水性等により容易に判定できる。特に管路等に
撹拌機能が無くてもサイクロン自体、撹拌混合器として
働くが、スタティックミキサー等を併用してもよい。管
路への吹き込み、あるいはポンプへの吸い込みも有効
で、サイクロンの強い撹拌剪断力が作用し、炭酸ガス吹
き込み量に応じてほぼ定量的にpH低下があることが認
められ、ゲル化解消と土砂分の円滑な分離が目視でき
た。
【0008】
【実施例】図3は流動性がある程度に水分残した本発明
による工程からの土砂を配管等60の埋め戻しに利用す
る方法を示す図である。鋼板等の弾性支持物62に付け
た振動機22、くさび型断面の振動子61、分離泥水通
路64、濾過層63からなる振動装置で、流動性泥を分
離された泥すい66と脱水土砂65に分離する。くさび
型は振動伝達と引き抜きを容易にする。
による工程からの土砂を配管等60の埋め戻しに利用す
る方法を示す図である。鋼板等の弾性支持物62に付け
た振動機22、くさび型断面の振動子61、分離泥水通
路64、濾過層63からなる振動装置で、流動性泥を分
離された泥すい66と脱水土砂65に分離する。くさび
型は振動伝達と引き抜きを容易にする。
【0009】
【発明の効果】気相−液相反応は一般に低効率で、特に
ゲル化傾向の建設工事用泥水では反応困難と思われ勝ち
であるに拘らず、本発明は泥水共存で剪断力をかけ易
く、剪断力をかけることによって泥水に容易に分散でき
る中和剤として炭酸ガスを選択することにより反応させ
ゲル化あるいは凝結を解消しつつ、泥水から土砂あるい
は比較的微細な粒子成分を分離し、分離された土砂成分
については脱水を容易にする。調整処理された泥水につ
いては比重を下げ、安定化した。静置時沈降した微粒子
でも、高密度化による脱水土壌化は少なく、必要により
所定時間毎に泥水貯槽の泥水に循環運動を与えることに
より沈降を防止し、沈降物は解膠、泥水化が容易になっ
た。泥水循環は更に槽水面の更新によって、曝気され、
泥水の腐敗を防止し、保存を可能にした。このようにし
て泥水の貯蔵処理基地と掘削現場との泥水授受を可能に
したので、廃棄物発生を減じ、従来困難であった泥水、
汚水、汚泥、スラリー等の分級、精製、リサイクル、土
砂脱水の問題の解決を可能にした。泥分離能力の調節は
炭酸ガスの使用量の増減、ポンプ流量の増減によるサイ
クロン分離能力の調節によって容易になる。 処理後、
槽中または外に堆積した土砂、泥、汚泥、雑物から静置
または簡易な脱水装置によって水切りのよい埋め立て埋
め戻し用土砂を生産でき、貯蔵して、掘削現場等にもど
すことができる等既に述べた単位操作方法を組み合わせ
ることによって、単に泥水のリサイクルができるだけで
なく、埋め戻し用土砂、泥、泥水調整用の分散性のよい
濃厚泥漿等を生産し、利用できる等複数の効果がある。
このようにして掘削現場、処理または貯蔵基地での処理
費用の節約、貯蔵機能の設置による廃棄泥水の発生の抑
制または防止、複数の基地または現場の結合による処
理、泥水調整および輸送費用の節減(人件費、動力、燃
料費、設備費、水の供給にかかる待ち時間)と施工杭の
品質向上に有効である。
ゲル化傾向の建設工事用泥水では反応困難と思われ勝ち
であるに拘らず、本発明は泥水共存で剪断力をかけ易
く、剪断力をかけることによって泥水に容易に分散でき
る中和剤として炭酸ガスを選択することにより反応させ
ゲル化あるいは凝結を解消しつつ、泥水から土砂あるい
は比較的微細な粒子成分を分離し、分離された土砂成分
については脱水を容易にする。調整処理された泥水につ
いては比重を下げ、安定化した。静置時沈降した微粒子
でも、高密度化による脱水土壌化は少なく、必要により
所定時間毎に泥水貯槽の泥水に循環運動を与えることに
より沈降を防止し、沈降物は解膠、泥水化が容易になっ
た。泥水循環は更に槽水面の更新によって、曝気され、
泥水の腐敗を防止し、保存を可能にした。このようにし
て泥水の貯蔵処理基地と掘削現場との泥水授受を可能に
したので、廃棄物発生を減じ、従来困難であった泥水、
汚水、汚泥、スラリー等の分級、精製、リサイクル、土
砂脱水の問題の解決を可能にした。泥分離能力の調節は
炭酸ガスの使用量の増減、ポンプ流量の増減によるサイ
クロン分離能力の調節によって容易になる。 処理後、
槽中または外に堆積した土砂、泥、汚泥、雑物から静置
または簡易な脱水装置によって水切りのよい埋め立て埋
め戻し用土砂を生産でき、貯蔵して、掘削現場等にもど
すことができる等既に述べた単位操作方法を組み合わせ
ることによって、単に泥水のリサイクルができるだけで
なく、埋め戻し用土砂、泥、泥水調整用の分散性のよい
濃厚泥漿等を生産し、利用できる等複数の効果がある。
このようにして掘削現場、処理または貯蔵基地での処理
費用の節約、貯蔵機能の設置による廃棄泥水の発生の抑
制または防止、複数の基地または現場の結合による処
理、泥水調整および輸送費用の節減(人件費、動力、燃
料費、設備費、水の供給にかかる待ち時間)と施工杭の
品質向上に有効である。
【図1】土砂、汚泥または泥水、安定化泥水の処理、脱
水または浄化装置の断面説明図とそれを組み込んだ貯蔵
・処理・使用システムである。
水または浄化装置の断面説明図とそれを組み込んだ貯蔵
・処理・使用システムである。
【図2】集配、貯蔵、処理、使用系の説明図である。
【図3】配管等のピット断面と振動脱水機説明図。
1 泥水またはスラリーの入り口分配器 2 振動篩ストレーナー 4、30 沈降槽 5 溢流堰 6 弁 9、29 界面検出系 10、22 振動機 11 脱水篩 14、19、24、27 サイクロン 18、25、26、34 ポンプ 38、39 炭酸ガス吹き込み装置 48 複数であり得る貯蔵処理基地の粗泥水貯槽 101 杭または連壁穴 102 複数であり得る掘削現場の処理装置 103 輸送手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C02F 11/12 ZAB Z 7446−4D E02D 5/18
Claims (8)
- 【請求項1】掘削工事で発生し、土砂成分を含む泥水ま
たは泥を工事場所の貯蔵槽を兼ねた処理設備から輸送手
段で処理貯蔵設備まで輸送し、処理貯蔵設備によって泥
水と、微粒子含有量を減じた土砂分とに分離し、含有土
砂分を分離した泥水は新しい掘削操作に使用し、土砂は
元のまたは別の掘削工事の埋め戻し用土砂または建設用
土砂あるいは農地改良用として使用する泥水系処理にお
いて、 (1)炭酸ガスまたは分散剤を、流動する泥水に加えつ
つまたは加えた後剪断、力をかけつつ粒子分離をするこ
と。 (2)微粒子を液体サイクロンによって分別しサイクロ
ン下に得た土砂分をさらに皿状物または槽中を通過また
は滞留させ泥水と分離して水きり機能を有する置場に堆
積し脱水すること。 (3)土砂分を分離した泥水を槽に貯蔵し槽内に連続ま
たは間歇的循環流れを与えること。 からなる操作を泥水処理、利用の設備に備える掘削用泥
水処理方法。 - 【請求項2】上記皿状物、槽または置場に泥水ポンプ、
泥水分離用穴、隙間または濾過材から選ばれた機能を備
え、重力または振動力により相分離を促進する請求項1
記載の掘削用泥水処理方法。 - 【請求項3】複数の掘削工事現場と単数または複数の処
理貯蔵設備からなる掘削泥水または泥から泥粒子を含む
稀薄泥水と土砂を分離する工程とタンク車または管路か
らなる輸送手段を含む請求項1または2記載の掘削用泥
水処理方法。 - 【請求項4】掘削工事が現場打設杭または地中連続壁工
事であり、重液泥水または使用済重液泥水が粘土、ベン
トナイト、シルト、増粘剤、微細繊維性粒子の一つまた
は組合せを含むものである請求項1または3記載の掘削
用泥水処理方法。 - 【請求項5】掘削工事が現場打設杭または地中連続壁工
事であり、泥水または汚泥を輸送手段にいれつつサイク
ロン処理系により泥水処理を行い泥水を輸送手段にい
れ、土砂を含む泥水を濃縮し、脱水して土砂を積み残す
請求項1または2記載の掘削用泥水処理方法。 - 【請求項6】微粒子に富む重液泥水槽と土砂に富む泥水
または上砂の槽と液体サイクロンとからなる装置におい
て微粒子を減じた泥土または土砂を蓄積する槽を設け補
給水をこの蓄積する槽に補給して、液体サイクロンを経
て重液泥水槽に水補給するかまたは重液泥水槽から直接
または粒子分離器を通して粒子濃度を低減した泥水を泥
土または土砂を蓄積する槽に還流する装置。 - 【請求項7】泥水から微粒子に富む成分を分離する機能
と含水状態で貯蔵する機能とこの微粒子に富む成分を槽
または溶解設備に供給する機能とからなる掘削用泥水処
理蔵装置。 - 【請求項8】微粒子を泥水として減じた土砂分を脱水し
またはそのまま穴にいれて埋め戻し、または脱水する場
合に導液路機能と水除去機能と振動子を土砂分中に挿入
し、振動をかけつつ水分を分離する処理方法。
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JP15989893A JP3493209B2 (ja) | 1993-05-25 | 1993-05-25 | 掘削用泥水処理方法 |
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JPH07124595A true JPH07124595A (ja) | 1995-05-16 |
JP3493209B2 JP3493209B2 (ja) | 2004-02-03 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1993
- 1993-05-25 JP JP15989893A patent/JP3493209B2/ja not_active Expired - Fee Related
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