JP3711293B2 - 浚渫汚泥処理方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、港湾，湖沼，河川，池，掘割等の浚渫工事において、浚渫された高含水比底泥を脱水処理する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
港湾，湖沼，河川，池，掘割等においては、時間の経過とともに、堆積してゆく土砂，ゴミ，ヘドロ等を取除くことで、水深の確保，悪臭の発生防止，水生物の保護を図る場合が多い。この浚渫工事から発生する浚渫底泥は、含水率が高い液体又は、半固体状態であり、浚渫汚泥とも呼称されている。
【０００３】
従来からこの浚渫汚泥は、▲１▼大容量の槽を利用した天日乾燥処理、▲２▼石灰系の固化材と浚渫汚泥の混合による吸水脱水、▲３▼海面埋立、等により行なわれてきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来方法により浚渫汚泥処理を行なう場合、最近次の問題が顕著になっている。
【０００５】
▲１▼ 天日乾燥処理方法
浚渫汚泥を天日乾燥処理する場合には、次の４つの欠点がある。
第１に、広大な面積の天日乾燥槽を必要とし、そのための用地の取得が困難になってきている。
第２に、天日乾燥には、１〜３年程度長期間が必要である。
第３に、生成される脱水ケーキの組成成分に、挟雑物（ゴミ），石塊，砂，細粒度の混合物が含まれ、このため用材化が困難となる。
第４に、処理後の脱水汚泥の水分分布に、場所による大幅なバラツキがある。
【０００６】
▲２▼ 石灰系の固化材との混合による脱水処理方法
浚渫汚泥を石灰系の固化材との混合により脱水する場合には、この固化反応が石灰成分と浚渫汚泥中の水との化学反応によるものであるため、脱水後の汚泥成分中の石灰分から生じるアルカリ成分流出による２次汚染が環境を悪化させる要因になる場合が指摘されている。
【０００７】
▲３▼ 海面埋立による処理方法
浚渫汚泥を海面埋立することは、処理が簡単であること、処理が短時間に大量に効率よく行なわれることから、従来頻繁に行なわれてきた。しかし、海面埋立地の減少，埋立てによる海洋汚染，漁業資源への悪影響防止，等の必要性から規制が強化されつつある。
【０００８】
本発明は前記の課題を解決した浚渫汚泥処理方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、本発明に係る浚渫汚泥処理方法は、浚渫工事において、バケット浚渫汚泥をバースクリーン又は、振動グリズリーバーを用いてゴミ、木片、浮遊物等の挟雑物を除去し、該汚泥を解砕機にてスラリー化し、スラリー化した汚泥を振動篩にかけ、石塊、礫と砂分を個別に分離脱水し、分離した汚泥をサイクロンにより細粒土及び、水分を分離し、前記サイクロンにより分離された分離浮遊固形物や取り残しの大粒子をさらに細粒振動篩にて除去し、前記別々に分離された石塊、礫、砂分、分離浮遊固形物や取り残しの大粒子を各成分毎に建設用に材料化するとともに、最後に残った細粒土を１．９ＭＰａ〜５．９ＭＰａの圧力を用いてフィルタープレスにより脱水して、コーン指数４以上の脱水ケーキ（低含水率土）を得て、前記脱水処理により生成したケーキを細粒まで解砕して土と同様に用材化することを特徴とする。
また、浚渫工事において、ポンプ浚渫汚泥を円筒形回転式の荒目スクリーンにて汚泥中のゴミ、木片、浮遊物等の挟雑物を除去し、続いて該汚泥をスパイラル型分級機にて、石塊、礫、砂分を個別に分離脱水し、続いて円筒形回転式の細目スクリーンにて、分離浮遊固形物や取り残しの大粒子を除去し、前記別々に分離された石塊、礫、砂分、分離浮遊固形物や取り残しの大粒子を各成分毎に建設用に材料化するとともに、最後に残った細粒土を１．９ＭＰａ〜５．９ＭＰａの圧力を用いてフィルタープレスにより脱水して、コーン指数４以上の脱水ケーキ（低含水率土）を得て、前記脱水処理により生成したケーキを細粒まで解砕して土と同様に用材化することを特徴とする。
このとき、最後に残った細粒土を３．８ＭＰａの圧力を用いてフィルタープレスにより脱水するようにしてもよい。
【００１０】
さらに本発明を詳しく説明する。浚渫工事の工法としては、主にバケットを使用したバケット浚渫と、水中用のカッタ羽根付サンドポンプを使用したポンプ浚渫の２方法がある。いずれの工法で浚渫された浚渫汚泥も、ともに水分を多く含み後処理の取扱いが難しい汚泥である。
【００１１】
本発明では、前記の方法で浚渫した浚渫汚泥を脱水処理し、脱水後の後処理を容易にするとともに、汚泥の脱水成分の用材化を目指している。
【００１２】
浚渫汚泥を脱水処理するには、まず、浚渫汚泥中に含まれる成分を次の順番で分離する。
▲１▼ 挟雑物（ゴミ，木片，浮遊物等）
▲２▼ 石塊，礫
▲３▼ 砂
▲４▼ 細粒土及び水分
【００１３】
前記成分は次の方法で分離するが、バケット浚渫とポンプ浚渫による各汚泥の分離手段は若干相異する。
バケット浚渫の場合
ｏ 浚渫汚泥中の挟雑物をバースクリーン又は、振動グリズリーバーを用いて他の成分及び、水分と分離する。この際、必要な場合には磁選機を用いて鉄片を除去する。
ｏ 次に固結分をスラリー化するため、浚渫汚泥解砕機で解砕し、必要に応じて加水して浚渫土をスラリー化する。
ｏ スラリー化した浚渫土を振動篩にかけ、石塊，礫と砂分を個別に分離脱水する。
ｏ サイクロンにより細粒土及び、水分を分離する。
ｏ 細目のスクリーンを付けた振動篩を通して浮遊する固形物を分離する。
【００１４】
ポンプ浚渫の場合
ｏ ポンプ浚渫による浚渫汚泥は、スラリー化しているため浚渫汚泥中の挟雑物を円筒形回転式篩により他の成分及び、水と分離する。
ｏ 次に、礫，砂分をスパイラル状の回転スクリューを備えたスパイラル型分級機によって、他の成分及び水と分離する。
ｏ 細目のスクリューを付けた円筒形回転式篩により浮遊する固形物を分離する。
【００１５】
細粒分の分離（バケット浚渫，ポンプ浚渫共通）
最後に残った細粒分及び、水分を1.９ＭＰa 〜5.９ＭＰa の圧力で高圧フィルタープレス（特開平６−１０６２００等で公知の技術）に打込み、脱水処理する。脱水処理によりできた脱水ケーキを用材化するため、最終プロセスにケーキ粉砕のためのケーキ解砕機を使用してもよい。
【００１６】
前記の一連の設備を用いて浚渫汚泥の分離作業及び、脱水作業を行うことにより、この浚渫汚泥を後処理及び各成分の土建用等への用材化が極めて容易な形に分離処理することができる。
【００１７】
なお、バケット浚渫の場合と、ポンプ浚渫の場合、機器構成は、交互に部分的又は、全体を入れ替えて使用することができる。
【００１８】
【作用】
本発明によると次の作用がある。
細粒分の分離
中継スラリー槽に貯留されたスラリーを、スラリー高圧打込ポンプを用いて高圧フィルタープレスの濾布により固液分離し、分離水分は高圧フィルタープレス濾水槽に送り、脱水バッチ処理完了後、生成した脱水ケーキを、高圧フィルタープレスの開枠により、ベルトコンベヤ上に排出し、脱水ケーキピットに貯留する。
【００１９】
この高圧フィルタープレスへの圧入濾過圧力を処理スラリーの脱水性により1.９ＭＰa(２０kgf/cm²)〜5.９ＭＰa(６０kgf/cm²)の間で予めセットし、脱水処理することにより、低含水率且つ、固体状のダッチコーンを用いた上質のコーン強度試験によるコーン指数４以上の安定した固い脱水ケーキを得ることができる。
【００２０】
中継スラリー槽には、高圧フィルタープレスの濾過を促進させるための添加剤（凝集剤，濾過助材等）、脱水ケーキの強度を向上させるための固化剤を添加することも可能である。
【００２１】
高圧フィルタープレスへの圧入濾過圧力と脱水時間，脱水ケーキ含水率，脱水ケーキの性状の関係の実験例を次に示す。
【００２２】
発明者らの実験によれば、表１に示すように、1.９ＭＰa を下回る脱水圧力における脱水では、生成した脱水ケーキが半固体状の不安定なものとなり、後処理が困難となる。また、5.９ＭＰa 以上の脱水圧力で脱水しても、脱水時間の短縮及び、脱水ケーキ含水率の低下の効果が少なくなり、非効率的な操業となる。従って、実用的な濾過圧力は1.９ＭＰa 〜5.９ＭＰa の間の圧力となることが確認された。
【００２３】
【表１】

【００２４】
【実施例】
図１から図５を参照して本発明の実施例を説明する。
図１は、バケット浚渫の場合の浚渫汚泥処理方法を実施する設備の全体図を、図２と図３は浚渫汚泥処理設備と分離脱水処理設備の拡大図を示す。
【００２５】
図１、図２に示すように浚渫作業に際して、まず浚渫バケット２を備えたバケット浚渫船１により浚渫土４１を水路４０から浚渫し、バケット浚渫汚泥槽３に輸送，貯留する。このバケット浚渫汚泥槽３に貯留した浚渫土を汚泥コンベヤ４により連続的に又は、建設機械を使いバケット（図示せず）によりバッチ方式でバースクリーン又は、振動グリズリーバー６に送り大型の木材，大型の石，金属片等の１次分離挟雑物１６を１次分離する。又このとき、鉄片は選磁機５により吸着除去する。１次分離完了後の汚泥は１次分離汚泥槽７に貯留する。分離された１次分離挟雑物１６は図のように山積貯留する。
【００２６】
一方、１次分離汚泥槽７に貯留された１次分離汚泥は、円筒形解砕，洗浄機８により固形分をスラリー化するとともに、石塊，礫，砂に付着した細粒土を洗い落し処理する。
【００２７】
処理後のスラリーを振動篩９にかけ、石塊，礫１７及び、砂１８に分離する。下段の篩９ｂは、石塊，礫１７の分離用、上段の篩９ａは砂１８の分離用篩であり、サイクロン用循環ポンプ１０により、液体サイクロン１２と２次分離スラリー槽１１を循環させながら２次分離を行う。液体サイクロン１２をオーバフローしたスラリーは、細粒振動篩１３により、３次分離浮遊固形物１９や取残しの大粒子を分級する。この３次分離が完了したスラリーをスラリー移送ポンプ１５により、中継スラリー槽３４に輸送し貯留する。
【００２８】
中継スラリー槽３４は図３に拡大図示する分離脱水処理設備に組込まれており、この中継スラリー槽３４に貯留されたスラリーを、スラリー高圧打込ポンプ３５を用いて高圧フィルタープレス３６に圧入，濾過し、濾水は高圧フィルタープレス濾水槽３８に貯留し、脱水バッチ完了後の高圧フィルタープレス３６の開枠により、取出された脱水ケーキを脱水ケーキコンベヤ３７により脱水ケーキピット３９に貯留する。
【００２９】
スラリー高圧打込ポンプ３５と高圧フィルタープレス３６の組合せにより、1.９ＭＰa 〜5.９ＭＰa の圧力によるスラリー脱水が可能となり、含水率が低くて、固いスラリー脱水ケーキを得ることができる。このスラリー脱水ケーキは、ケーキ解砕機４２を使用して、細粒に砕くことにより、含水率の低い細粒度の性状に容易に改善することができる。
【００３０】
次に、図４はポンプ浚渫の場合の浚渫汚泥処理方法を実施する設備の全体図を、図５は浚渫汚泥処理設備の拡大図を示す。
同図において、浚渫用水中サンドポンプ２１を備えたポンプ浚渫船２０により浚渫土４１を水路４０から浚渫し、円筒形回転式篩（荒目スクリーン）２２に送り、大型の木材，大型の石，金属片等の１次分離挟雑物３１を１次分離する。１次分離完了後のスラリーは、円筒形回転式篩下スラリー槽２３に貯留された後、スパイラル分級機下スラリー槽２５に貯留される。
【００３１】
前記スパイラル分級機下スラリー槽２５に貯留されたスラリーは、スラリー移送ポンプ２６により円筒形回転式篩（細目スクリーン）２７に送られ、３次分離浮遊固形物３３や、取残しの大粒子を分級し、円筒形回転式篩下スラリー槽２８に貯留される。この３次分離が完了したスラリーを濃縮槽２９で動沈降濃縮槽底部より、濃縮槽引抜ポンプ３０により濃縮後のスラリーを中継スラリー槽３４に輸送し貯留する。
【００３２】
中継スラリー槽３４に送られたスラリーが分離脱水処理設備において脱水処理されて脱水ケーキが生成され、この脱水ケーキが必要に応じてケーキ解砕機４２を用いて細粒に砕かれることは、図３に示すバケット浚渫の汚泥処理の場合と同
じである。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、浚渫汚泥を挟雑物，石塊，礫，砂，細粒土の脱水ケーキの各成分に分離し、後処理を容易にし、且つ種類別に分離することにより、各成分毎の土建用等の材料としての用材化を容易にする効果を得ることができる。
さらに、細粒土の脱水ケーキの含水率を低くし、且つ必要に応じて解砕し、細粒化することにより、汚泥を土と同様に扱える性状に変化させることができ、脱水ケーキの用途を大幅に拡大できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】バケット浚渫の場合の浚渫汚泥処理方法を実施する設備の全体図である。
【図２】図１の浚渫汚泥処理設備の拡大図である。
【図３】図１の細粒分の分離脱水処理設備の拡大図である。
【図４】ポンプ浚渫の場合の浚渫汚泥処理方法を実施する設備の全体図である。
【図５】図４の浚渫汚泥処理設備の拡大図である。
【符号の説明】
１ バケット浚渫船
２ 浚渫バケット
３ バケット浚渫汚泥槽
４ 汚泥コンベヤ
５ 磁選機
６ バースクリーン又は振動グリズリーバー
７ １次分離汚泥槽
８ 円筒回転形解砕，洗浄機
９ 振動篩
１０ サイクロン用循環ポンプ
１１ ２次分離スラリー槽
１２ 液体サイクロン
１３ 細粒振動篩
１４ ３次分離スラリー槽
１５ スラリー移送ポンプ
１６ １次分離挟雑物
１７ ２次分離石塊及び礫
１８ ２次分離砂
１９ ３次分離浮遊固形物
２０ ポンプ浚渫船
２１ 浚渫用水中サンドポンプ
２２ 円筒形回転式篩（荒目スクリーン）
２３ 円筒形回転式篩下スラリー槽
２４ スパイラル型分級機
２５ スパイラル分級機下スラリー槽
２６ スラリー移送ポンプ
２７ 円筒形回転式篩（細目スクリーン）
２８ 円筒形回転式篩下スラリー槽
２９ 濃縮槽
３０ 濃縮槽引抜ポンプ
３１ １次分離挟雑物
３２ ２次分離礫及び砂
３３ ３次分離浮遊固形物
３４ 中継スラリー槽
３５ スラリー高圧打込ポンプ
３６ 高圧フィルタープレス
３７ 脱水ケーキコンベヤ
３８ 高圧フィルタープレス濾水槽
３９ 脱水ケーキピット
４０ 浚渫水路
４１ 浚渫土
４２ 脱水ケーキ解砕機
４３ 解砕済の脱水ケーキ

Claims (3)

1. 浚渫工事において、バケット浚渫汚泥をバースクリーン又は、振動グリズリーバーを用いてゴミ、木片、浮遊物等の挟雑物を除去し、
   該汚泥を解砕機にてスラリー化し、
   スラリー化した汚泥を振動篩にかけ、石塊、礫と砂分を個別に分離脱水し、
   分離した汚泥をサイクロンにより細粒土及び、水分を分離し、
   前記サイクロンにより分離された分離浮遊固形物や取り残しの大粒子をさらに細粒振動篩にて除去し、
   前記別々に分離された石塊、礫、砂分、分離浮遊固形物や取り残しの大粒子を各成分毎に建設用に材料化するとともに、
   最後に残った細粒土を１．９ＭＰａ〜５．９ＭＰａの圧力を用いてフィルタープレスにより脱水して、コーン指数４以上の脱水ケーキ（低含水率土）を得て、前記脱水処理により生成したケーキを細粒まで解砕して土と同様に用材化することを特徴とする浚渫汚泥処理方法。
2. 浚渫工事において、ポンプ浚渫汚泥を円筒形回転式の荒目スクリーンにて汚泥中のゴミ、木片、浮遊物等の挟雑物を除去し、
   続いて該汚泥をスパイラル型分級機にて、石塊、礫、砂分を個別に分離脱水し、
   続いて円筒形回転式の細目スクリーンにて、分離浮遊固形物や取り残しの大粒子を除去し、
   前記別々に分離された石塊、礫、砂分、分離浮遊固形物や取り残しの大粒子を各成分毎に建設用に材料化するとともに、
   最後に残った細粒土を１．９ＭＰａ〜５．９ＭＰａの圧力を用いてフィルタープレスにより脱水して、コーン指数４以上の脱水ケーキ（低含水率土）を得て、前記脱水処理により生成したケーキを細粒まで解砕して土と同様に用材化することを特徴とする浚渫汚泥処理方法。
3. 最後に残った細粒土を３．８ＭＰａの圧力を用いてフィルタープレスにより脱水することを特徴とする請求項１又は２記載の浚渫汚泥処理方法。

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