JP3144826B2 - 高含水土の連続脱水方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、この発明は、汚泥、
泥水シールド工法による掘削泥土などの高含水土の水分
を脱水し、含水比を低下させて普通残土として連続的に
処理するための方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、掘削によるシルトなどを含んだ
粘性土、浚渫による汚泥、泥水シールド工法による掘削
泥土などの土木工事に伴う排出残土には含水比が極めて
高いものが少なくなく、このような高含水土は産業廃棄
物として扱われ、これを投棄するためには少なくとも含
水比を低下させて普通残土として処理する必要がある。

【０００３】従来の高含水土の処理法としては、専らセ
メント系、石灰系などの固化材を混合攪拌して固化する
方法が実施されているが、多量の高含水土を処理するた
めには固化材の材料費として多額の費用を要し、しかも
固化材として安価なセメントなどの強アルカリ材料を使
用する場合にはアルカリ汚染公害の問題があった。

【０００４】また、従来地中に設けた排水ピット内に高
含水土を入れ、その水分を砕石や網状管などで構成した
底部瀘過層に排水して吸水パイプにより汲み上げること
により、含水比を低下させて普通残土として処理する方
法も知られているが、この方法では自然重力排水である
ため、排水距離や時間が長く効率が悪いと共に、瀘過槽
に目詰りを生じ易く、その保守が容易でないなどの問題
があった。

【０００５】そこで出願人らは、先に脱水槽内に高含水
土を入れて気密状に密閉すると共に、内部の高含水土中
に多数のストレーナー管を貫入し、脱水槽に振動を与え
て水分を滲出させ、この水分をストレーナー管を介して
真空吸引することにより、外部に排出するようにした脱
水方法を開発し、既に特願昭６３−１７８３４２号とし
て出願した。

【０００６】しかしながらストレーナー管による真空吸
引の方法では、高含水土に接触して吸水する部分はスト
レーナー管の外周部であるため、吸水範囲に限界があ
り、吸水効率が悪いと共に、脱水槽内の高含水土の中央
部の脱水効果は比較的よいが、周辺の脱水効果が不十分
で、全体として均一に脱水できないという問題があっ
た。

【０００７】また、脱水槽によるバッチ方式の処理であ
るため処理の効率が悪いという問題があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、吸水効率
が悪く、吸水の均一性に欠け、処理効率も悪いという課
題を解決することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、周面に吸水
口１１及び吸気口１２を設けた方形の中間フレーム７の
上下に濾過板８，９を取付けた中空の吸水底板２の上面
周囲に、上端にパッキン材３を取付けた方形の上部フレ
ーム４を設けてなる方形箱型状の脱水箱１を、上下に多
数気密状に重ね、その脱水箱１群の上部において重ねら
れた脱水箱内に順次高含水土１７を圧入充填し、各脱水
箱１の吸水口１１に吸水管３０を接続して真空吸引する
ことにより、上下に重ねた各脱水箱１，１間の空間に充
填された高含水土１７の水分を上下に重ねた脱水箱１，
１の吸水底板２，２により濾過しながら脱水し、脱水を
完了した最下部の脱水箱１を取り出した後、その上方に
積み重ねた脱水箱１群全体を脱水箱一個分だけ下降さ
せ、最上部の脱水箱１上に新たな脱水箱１を気密状に重
ね、前記同様に上部において重ねられた脱水箱１内に高
含水土１７を圧入充填し、順次同様の工程を一定時間毎
に間歇的に繰り返すようにした高含水土の連続脱水方法
を提案するものである。

【００１０】

【作用】上下に重ねた脱水箱１，１間に圧入充填された
薄厚の高含水土１７は、上下の脱水箱１，１の中間フレ
ーム７の吸水口１１からその内側空間内を真空吸引する
ことにより、上下の脱水箱１，１の広範囲な面として接
している吸水底板２，２を介して上下から均一かつ効率
的に吸水脱水され、順次脱水箱１が間歇的に降下する間
に脱水を完了して普通残土化された後に、最下部におい
て脱水箱１と共に取り出される。

【００１１】そして、脱水を完了した最下部の脱水箱１
の取り出しと同時に、新たな脱水箱１が最上部に重ねら
れ、順次高含水土１７を充填して脱水され、このサイク
ルを間歇的に連続することにより、大量の高含水土の連
続的かつ効率的な脱水処理が可能となる。

【００１２】また、吸引中に脱水箱１内に吸気口１２か
ら随時一時的に空気を導入することにより、真空平衡状
態の持続を解消して継続的かつ確実に脱水することが可
能となる。

【００１３】

【実施例】図１に示すように方形箱型の脱水箱１を上下
に多数気密状に積み重ね、これらの脱水箱１群を下降自
在に、かつ最下部の脱水箱１を横方向に取り出し自在に
設置する。

【００１４】脱水箱１は第２，３図に示すように、中空
の吸水底板２の上面周囲に、上端にゴム等のパッキン材
３を取付けた方形枠状の上部フレーム４を取付けて方形
箱型形成され、その内側の下面に格子状の押さえ板材５
が取付けられ、この押さえ板材５の中央の交差部に注入
孔６が形成されている。

【００１５】吸水底板２は方形枠状の中間フレーム７の
上下に、例えば目の細かい網板８と無数の小孔をあけた
多孔板９等からなる濾過板を取付け、下面に方形格子板
からなる押さえ板１０を取付けた方形中空板体で、中間
フレーム７の周面には吸水口１１及び吸気口１２が設け
られ、その内側の中間に取付けた仕切板１３の上下面に
は、多孔板９等の濾過板を部分的に支持して間隙を空け
るための多数のスペーサー１４が設けられている。

【００１６】網板８、多孔板９、押さえ板１０、仕切板
１３の各中央には、上記注入孔６と連通する注入孔１５
が設けられている。

【００１７】以上のように構成された脱水箱１群の上部
において、最上部の脱水箱１の注入孔６，１５に注入管
１６を挿入してその直下にパッキン材３を介して気密状
に重ねられた脱水箱１内に高含水土１７を圧入充填し、
この上から二番目の脱水箱１の下方に一連に重ねられた
所要数の脱水箱１の各吸水口１１からホース１８を介し
て吸水ポンプ１９により真空吸引することにより、各脱
水箱１内に薄厚に充填された高含水土１７の水分を、上
下に隣接する脱水箱１，１の吸水底板２，２により土砂
分を濾過しながら吸水脱水する。

【００１８】また、上記脱水工程において真空吸引を継
続し過ぎると、脱水箱１内の高含水土内が真空平衡状態
となって吸水効果が低下するため、随時各脱水箱１の吸
気口１２を開放し、吸水底板２内に一時的に空気を導入
することにより、高含水土内の真空平衡状態の持続を解
消し、継続的に吸水効果を確保する。

【００１９】脱水箱１群は、一定時間毎（例えば、30秒
毎）に最下部の脱水箱１を横方向に取り出した後、全体
を脱水箱一個分の高さ（例えば、5 〜10cm）だけ下降さ
せ、さらに最上部に新たな脱水箱１を重ねる作動を繰り
返すようになっており、したがって高含水土１７を注入
充填した脱水箱１が上部から下部位置まで順次間歇的に
降下する間に脱水を完了するように設定されている。

【００２０】このように脱水を完了した最下部の脱水箱
１は、切り離されて横方向に取り出され、これを反転し
て内部の脱水処理土を排出した後、直接または必要に応
じて洗浄した上で再び新たな脱水箱１として脱水箱１群
上に重ねて使用する。

【００２１】図４〜図７は上記脱水方法を実施するため
の装置の一例を示したもので、図４に示すように多数重
ねた脱水箱１群は、その最下端の脱水箱１の底部周囲に
おいて油圧ジャッキ等の昇降装置２０により昇降する支
受材２１に支持され、その上方には下から二番目に位置
する脱水箱１の周面に相対する位置に油圧ジャッキ等の
進退装置２２により水平に進退可能な仮支持材２３が設
けられ、また脱水箱１群の下方には脱水を完了した最下
部の脱水箱１を横方向に移送するためのチェーンコンベ
ヤ等の搬出手段２４が設けられている。

【００２２】支受材２１は、脱水箱１群全体を支持した
まま一定時間毎に脱水箱１の高さ分だけ一旦下降し（図
４）、この下降状態において仮支持材２３が前進して下
から二番目の脱水箱１を把持してその上の脱水箱１群を
一定時間支持し、この支持状態において支受材２１はさ
らに下降し、最下部の脱水箱１を切り離して搬出手段２
４上に載せ（図５）、この搬送手段２４により脱水箱１
を搬出した後に上昇して仮支持材２３に支持された脱水
箱１の下端を支持すると共に、仮支持材２３を後退させ
る（図６）ように、昇降装置２０および進退装置２２の
作動が制御されている。

【００２３】脱水箱１群の上方には図７に示すように、
その注入孔５に相対する位置にガイド２５に保持された
注入管１６が油圧ジャッキ等の昇降装置２６により昇降
自在に設置され、また脱水箱１群の上端に隣接して新た
な脱水箱１を最上部に送り込むための送りコンベヤ等の
搬入手段２７が進退自在に設置されており、搬入手段２
７により新たな脱水箱１が搬入されて位置決めされたと
き、これをセンサーなどで検知することにより注入管１
６を注入孔５に向かって下降し、上から二番目の脱水箱
１内に高含水土１７を自動的に圧入充填するようになっ
ている。

【００２４】脱水箱１群の側方には、上記支受材２の下
降動作と同期して脱水箱１の一個分の高さだけ間歇的に
上下方向に駆動して停止する無端チェーン２８，２９が
設置され、一方の無端チェーン２８の周囲には吸水管３
０が、また他方の無端チェーン２９の周囲には栓体３１
がそれぞれ脱水箱１の一個分の間隔を置いて取付けられ
ており、各吸水管３０および栓体３１は脱水箱１群の側
方に近接して下降走行する下降走行部において、それぞ
れ脱水箱１群の吸水口１１あるいは排気口１２に相対す
る位置に一時的に停止するようになっている。

【００２５】吸水管３０は無端チェーン２８に設けた筒
体等のホルダー３２に沿って無端チェーン２８と直交方
向に進退自在に取付けられ、その後端とホルダー３２と
の間に装着した戻しバネ３３により後退方向に弾力が付
与されている。

【００２６】また、栓体３１は無端チェーン２９に設け
た筒体等のホルダー３４に沿って無端チェーン２９と直
交方向に進退自在に取付けられ、その後端とホルダー３
４との間に装着した戻しバネ３５により後退方向に弾力
が付与されている。

【００２７】脱水箱１群の側方に近接して下降走行する
無端チェーン２８、２９の下降走行部はそれぞれ走行ガ
イド３６，３７にスライド自在に保持されており、また
この鉛直走行部に沿って吸水管３０および栓体３１の進
退ガイド３８，３９が設置されている。

【００２８】一方の進退ガイド３８には、その上端部に
脱水箱１群の側方に近接する屈曲部３８’が設けられ、
その下方は無端チェーン２８の下降走行部に沿って鉛直
に形成されており、脱水箱１群の側方に近接して走行す
る無端チェーン２８の鉛直走行部において、吸水管３０
に設けたローラー等のスライダー４０が屈曲部３８’に
係合し、無端チェーン２８の下降に伴って吸水管３０と
共に下降するにつれて、吸水管３０を上から二番目の脱
水箱１方向に前進させ、その先端をこの脱水箱１の吸水
口１１内に嵌入させるように構成されている。

【００２９】その後、無端チェーン２８がその下降走行
部を間歇的に下降し、これと同期して脱水箱１が間歇的
に下降するにつれて吸水管３０のスライダー４０は進退
ガイド３８の鉛直部に係合しながら下降するため、吸水
管３０はその先端を脱水箱１の吸水口１１に嵌入したま
ま脱水箱１と共に下から三番目に至るまで下降する。

【００３０】従って、この下降の間に真空ポンプ１９に
よりホース１８を介して各吸水底板２内を連続的に真空
吸引することにより、脱水箱１内の高含水土１７を吸水
脱水することが可能となる。

【００３１】脱水箱１が下から二番目の位置に到達する
と、吸水管３０のスライダー４０は進退ガイド３８の下
端から外れて係合を解除し、これによって吸水管３０を
戻しバネ３３により後退させて吸水口１１から離脱させ
る。

【００３２】また、進退ガイド３９にはその上端部に脱
水箱１群の側方に近接する屈曲部３９ａが、また下端部
には脱水箱１群の側方から離間する屈曲部３９ｂが設け
られ、さらにこの上下の屈曲部３９ａの下方の鉛直部の
一又は複数箇所に、脱水箱１群の側方から一旦離間して
再度近接する山型状の屈曲部３９ｂが設けられ、脱水箱
１群の側方に近接して下降走行する無端チェーン２９の
下降走行部において、吸水管３０に設けたローラー等の
スライダー４１が屈曲部３９ａに係合し、無端チェーン
２９の下降に伴って栓体３１と共に下降するにつれて、
栓体３１を上から三番目の脱水箱１方向に前進させ、そ
の先端をこの脱水箱１の吸水口１１内に嵌入させるよう
に構成されている。

【００３３】その後、無端チェーン２９がその下降走行
部を間歇的に下降し、これと同期して脱水箱１が間歇的
に下降するにつれて栓体３１のスライダー４１は進退ガ
イド３９の鉛直部に係合しながら下降するため、栓体３
１はその先端を脱水箱１の排気口１２に貫入したまま脱
水箱１と共に途中の屈曲部３９ｂに至るまで下降し、屈
曲部３９ｂに至ってスライダー４１と共に栓体３１を後
退することにより排気口１２を一時的に開放し、吸水底
板２内に一時的に空気を導入して高含水土内の真空平衡
状態の持続を解消させた後、再び進退ガイド３９の鉛直
部に戻って栓体３１を排気口１２に嵌合密封する。

【００３４】そして、脱水箱１が下から二番目の位置に
到達すると、栓体３１のスライダー４１は進退ガイド３
９の下端から外れて係合を解除し、これによって栓体３
１を戻しバネ３５により後退させて排気口１２から離脱
させる。

【００３５】各吸水管３０に接続されたホース１８は、
真空ポンプ１９の回転接続部に接続されて無端チェーン
２８の循環に追従して回転するようになっており、この
真空ポンプ１９には回転接続部の回転角に応じてその内
部の真空吸引路を脱水箱１の吸水口１１に嵌入した吸水
管３０のホース１８のみに連通するように、開閉弁機構
が設けられている。

【００３６】このように下部に下降してきた脱水を完了
した脱水箱１は、吸水管３０及び栓体３１を切り離した
上で搬出手段２４上に載せて搬出し、搬出後この脱水箱
１はこれを掴んで反転する自動反転装置などにより内部
の脱水処理土を排出ピット等に排出した後、適宜昇降移
動装置により再び搬入手段２７に戻されて脱水箱１群の
上端に積み重ねられる。

【００３７】なお、脱水箱１内に高含水土を圧入するた
めの注入口は脱水箱１の上部フレーム４の周面に設けて
もよい。

【００３８】

【発明の効果】以上の通りこの発明によれば、上下に気
密状に重ねた脱水箱の吸水底板内を真空吸引することに
より、高含水土に対して互いに平行な広範囲な面として
接している上下の吸水底板により各脱水箱間に充填され
た薄厚の高含水土中の水を極めて短時間に効率的に、し
かも全体として均一に吸引脱水することができると共
に、順次間歇的に下降させながら連続的に脱水を行い、
脱水を完了した下端の脱水箱を搬出すると同時、上端に
新たな脱水箱を重ねて繰り返し脱水工程を連続するの
で、大量の高含水土を効率的に脱水することが可能とな
る。

【００３９】また、吸引中に脱水箱内に随時一時的に空
気を導入することにより、脱水槽内と高含水土内の真空
平衡状態の持続を解消して、継続的かつ確実に脱水する
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の脱水方法の工程を示す系統図。

【図２】この発明に用いる脱水箱の分解斜視図。

【図３】この発明に用いる脱水箱の部分縦断側面図。

【図４】この発明の脱水箱の下降支持装置の作動態様を
示す正面図。

【図５】この発明の脱水箱の下降支持装置の他の作動態
様を示す正面図。

【図６】この発明の脱水箱の下降支持装置のさらに他の
作動態様を示す正面図。

【図７】この発明の脱水工程を実施するための装置の一
例を示す側面図。

【符号の説明】

１ 脱水箱 ２ 吸水底板 ３ パッキン材 ４ 上部フレーム ５ 押さえ板材 ６ 注入孔 ７ 中間フレーム ８ 網板 ９ 多孔板 １０ 押さえ板 １１ 吸水口 １２ 吸気口 １３ 仕切板 １４ スペーサー １５ 注入孔 １６ 注入管 １７ 高含水土 １８ ホース １９ 吸水ポンプ ２０ 昇降装置 ２１ 支受材 ２２ 進退装置 ２３ 仮支持材 ２４ 搬出手段 ２５ ガイド ２６ 昇降装置 ２７ 搬入手段 ２８ 無端チェーン ２９ 無端チェーン ３０ 吸水管 ３１ 栓体 ３２ ホルダー ３３ 戻しバネ ３４ ホルダー ３５ 戻しバネ ３６ 走行ガイド ３７ 走行ガイド ３８ 進退ガイド ３８’ 屈曲部 ３９ 進退ガイド ３９ａ 屈曲部 ３９ｂ 屈曲部 ４０ スライダー ４１ スライダー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｂ０１Ｄ 35/22 (56)参考文献 特開 平２−26699（ＪＰ，Ａ) 特公 昭60−14639（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭54−20696（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C02F 11/12 B01D 29/09 B01D 29/25 B01D 29/37 B01D 29/94 B01D 35/22

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 周面に吸水口及び吸気口を設けた方形の
   中間フレームの上下に濾過板を取付けた中空の吸水底板
   の上面周囲に、上端にパッキン材を取付けた方形の上部
   フレームを設けてなる方形箱型状の脱水箱を、上下に多
   数気密状に重ね、その脱水箱群の上部において重ねられ
   た脱水箱内に順次高含水土を圧入充填し、前記各脱水箱
   の吸水口に吸水管を接続して真空吸引することにより、
   前記上下に重ねた各脱水箱間の空間に充填された高含水
   土の水分を上下に重ねた脱水箱の吸水底板により濾過し
   ながら脱水し、脱水を完了した最下部の脱水箱を取り出
   した後、その上方に積み重ねた脱水箱全体を脱水箱一個
   分だけ下降させ、最上部の脱水箱上に新たな脱水箱を気
   密状に重ね、前記同様に上部において重ねられた脱水箱
   内に高含水土を圧入充填し、順次同様の工程を一定時間
   毎に間歇的に繰り返すことを特徴とする高含水土の連続
   脱水方法。
2. 【請求項２】 脱水箱の間歇的な降下の途中において、
   脱水箱の吸気口を開放して吸水底板内の中空部内に大気
   を導入することを特徴とする「請求項１」記載の高含水
   土の連続脱水方法。