JPH05269493A

JPH05269493A - 建設汚泥造粒物の焼結方法

Info

Publication number: JPH05269493A
Application number: JP6819792A
Authority: JP
Inventors: Masayasu Sakai; 正康坂井; Kunihisa Fujiwara; 邦久藤原; Toshio Kai; 敏雄貝; Toshikuni Sera; 俊邦世良; Tomohiro Kinoshita; 友弘木下; Hajime Takagi; 肇高木; Yozo Abe; 洋三阿部; Kinro Ogasawara; 均郎小笠原
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd; Shimizu Corp
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd; Shimizu Corp
Priority date: 1992-03-26
Filing date: 1992-03-26
Publication date: 1993-10-19

Abstract

(57)【要約】【目的】建設汚泥より骨材あるいは土壌改良材の製造
を可能とし、建設汚泥の資源化を図る。【構成】造粒物が建設汚泥に可燃物である微粉砕紙が
配合されて成形機５により成形されるため、焼結のため
の燃料の使用を抑制することができ、また、造粒物は焼
結温度が一定範囲となるように微粉砕紙分量に見合った
酸素濃度に制御された雰囲気の焼成炉７内で焼結される
ため、良質な土壌改良材、濾過助材、人工軽骨材等の焼
結製品が安価に製造可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、建設現場から排出され
る建設汚泥を再利用するための建設汚泥造粒物の焼結方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】建設現場から排出される主な汚泥として
は、廃ベントナイト泥水、リバース工法等に伴う廃泥
水、含水率が高く粒子の微細な泥状掘削土、工事中に排
出してきた湧水を沈澱分離して生じた沈澱汚泥、ソイル
セメント工法によって止水性の高い連壁を施工した際に
オーガの上部から溢れる地下水と土砂とセメントミルク
の混合汚泥等が挙げられる。

【０００３】従来の上記建設汚泥を処理する方法として
は、天日乾燥法と機械脱水法とがあった。

【０００４】上記天日乾燥法は、廃棄泥水を現場からバ
キューム車や密閉式ダンプカーにより脱水乾燥と最終処
分を兼ねたエリアに運び込み、処理するものであるが、
近年では泥水の受入れスペースがなくなり、公害発生に
対するエリア周辺住民の反対も強くなったことから、ほ
とんど実施されなくなっている。

【０００５】また、上記機械脱水法は、真空ろ過機，加
圧ろ過機，重力ろ過機等を用いて汚泥を脱水や濃縮する
ものであり、脱水後の残渣である脱水ケーキはそのまま
埋立地に搬出するか、セメント、生石灰、吸水性樹脂等
を混合して固化処理した後、埋立処分場に搬出されてい
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の建設汚泥の処理
において、泥水排出量が少ない建設現場の場合には、泥
水をバキューム車や密閉式ダンプカーで集中処理施設に
搬送し、そこで脱水・乾燥・固化処理を行っていた。ま
た、泥水排出量が多い場合は、現場の基地に泥水処理施
設を設け、そこで機械的な脱水処理まで行うか、脱水機
を架装したトレーラを基地に配置して脱水処理を行って
おり、泥水の含水率を低減させた脱水ケーキの大部分は
埋立処分場に廃棄されていた。

【０００７】しかし、泥水排出量の多い大都市圏では、
近年、埋立処分場の量的確保が困難になりつつあるこ
と、及び、排出現場から集中処理施設あるいは最終埋立
処分場までの輸送距離が長くなりつつあることにより、
処理費用の高騰を来たしつつある。そのため、埋立処分
が可能な汚泥の一部は、埋立材、盛土材などとして土地
造成に利用されているが、そのコストが天然の土砂並み
であるため、汚泥の積極的な有効利用が行われていると
は必ずしも言えない状態であった。

【０００８】本発明は、このような状況に鑑みて、建設
汚泥を積極的に資源として再生することに着目し、脱水
乾燥後の汚泥固形物を造粒・成形して焼結させること
で、骨材あるいは土壌改良材として活用できる方法を提
供しようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の建設汚泥造粒物
の焼結方法は、脱水乾燥処理された建設汚泥に微粉砕紙
を混合成形し、該成形物を大気と隔絶した焼成炉の移動
グレート上に積層し、該成形物に含有される可燃物であ
る微粉砕紙量に応じて酸素濃度を制御しながら焼結する
ことを特徴としている。

【００１０】

【作用】上記において、脱水乾燥処理された建設汚泥に
は、これより製造しようとする焼結製品の性状に見合っ
た量の可燃物である微粉砕紙を混合させ、この混合物を
所定の形状に成形する。

【００１１】この成形物は大気と隔絶した焼成炉の移動
グレート上に積層して焼結を行うが、この焼結に当って
は、焼結温度が低過ぎるために焼結製品が焼結不充分で
あったり、焼結温度が高過ぎるために焼結製品が形崩れ
して溶融固化しないように焼結温度を調整する必要があ
る。

【００１２】本発明においては、成形物に含有される可
燃物である微粉砕紙の分量に応じて酸素濃度をコントロ
ールし、焼結温度が一定範囲内に維持されるものとして
いる。

【００１３】上記により、建設汚泥に可燃物である微粉
砕紙を配合して成形物を成形するため、焼結のための燃
料の使用を抑制することができ、成形物の焼結は焼結温
度が一定範囲となるように酸素濃度が制御された雰囲気
で行われるため、良質な土壌改良材、濾過助材、人工軽
骨材等の焼結製品が安価に製造可能となる。

【００１４】

【実施例】本発明の一実施例に用いられる装置を図１に
よって説明する。図１において、１，２はそれぞれ建設
汚泥（脱水乾燥品）と微粉砕紙を収容するホッパ、３は
同ホッパ１，２の下方に設けられ同ホッパ１，２から供
給された建設汚泥及び微粉砕紙を散水された水４ととも
に混練する混練機、５は同混練機３の下方に設けられ前
記混練された建設汚泥及び微粉砕紙が供給され生ペレッ
トを成型する成型機である。

【００１５】６は同成型機５の下方に設けられ同成型機
５より生ペレットを供給され収容する生ペレット投入用
ホッパ、６′は同生ペレット用投入用ホッパ６と併設さ
れ焼成製品（焼成ペレット）を収容する床敷ペレット投
入用ホッパで、７は同ホッパ６′と前記生ペレット投入
用ホッパ６の下方に設けられ同ホッパ６からペレットが
投入され下部にグレート７′を有し内部が大気と隔絶さ
れた焼成炉である。

【００１６】８はグレート７′の下方に設けられた吸引
ボックス８、９は同ボックス８の底部に配管を介して接
続され同ボックス８内の気体を吸引して上記焼成炉７内
へ再び供給するブロワ、１２は前記焼成炉７に接続され
同焼成炉７で焼成されたペレットを製品回収ホッパ１３
へ送るベルトコンベヤである。また、１０は焼成炉７に
設けられた着火装置、１１は焼成炉７に設けられた仕切
板である。

【００１７】次に、前記図１に示す装置を用いて行った
建設汚泥造粒物の製造について、その要領を以下に説明
する。

【００１８】こゝで、建設汚泥としては、リバース工法
の地下掘削工事排出物をフィルタープレスで脱水し、さ
らに乾燥したものを使用した。この建設汚泥の性状は表
１に示す通りである。また、可燃物である微粉砕紙とし
ては、新聞紙を破砕機により破砕し、２ｍｍφのスクリ
ーンを通過したものを使用した。

【００１９】

【表１】

【００２０】前記乾燥された建設汚泥と微粉砕紙はそれ
ぞれホッパ１，２に投入され、同ホッパ１，２より所定
量の原料を供給された混練機３は、水を２０〜３０重量
％添加して混練する。この混練物は成型機５に投入され
て、粒形が１０ｍｍφ×１０ｍｍｌの成型物である生ペ
レットが連続的に製造される。

【００２１】得られた生ペレットは生ペレット投入用ホ
ッパ６から大気と隔絶された焼成炉７に投入され、同焼
成炉７において乾燥、着火、焼結、冷却工程を経て焼結
される。

【００２２】この焼結に当っては、まず、グレート７′
上に床敷ペレット投入用ホッパ６′から焼結製品を投入
し、３０ｍｍの厚さで敷きつめて床敷とし、その上に前
記生ペレットを供給し、２００ｍｍ厚さに積み付ける。
この積層された生ペレットはグレート７′の下方の吸引
ボックス８から３０mm H₂Oの圧力で吸引されつつ、３０
０℃の熱風で５分間乾燥された後、着火装置（ＬＰＧバ
ーナ）１０で生ペレット表層が着火（着火温度１０００
〜１２００℃）される。

【００２３】焼成炉７の内部は焼成入口ガス量８００〜
１５００Nm³/h 、焼成入口Ｏ₂濃度３〜１５％の範囲で
制御されており、この中で生ペレットは約３０分間加熱
され焼結される。この焼結されたペレットはベルトコン
ベア１２を介して製品回収ホッパ１３に送られ、貯蔵さ
れる。

【００２４】上記ペレットの焼結については、焼成炉７
内の最適焼結条件を見出すため、建設汚泥と混練される
微粉砕紙の量に応じて着火温度（焼成温度）、焼成入口
ガス量、並びに焼成入口Ｏ₂濃度を変化させた焼成試験
を行った。この焼成試験結果より得られたデータの中か
ら代表的なデータを抽出して整理したものが、下記の表
２である。以下表２に示されたデータについて考察を行
う。

【００２５】

【表２】

【００２６】表２において、例えば建設汚泥／微粉砕紙
の配合比が５０／５０の場合、焼成温度の影響について
試験符号Ａ〜Ｅのデータを見ると、９００℃では焼結不
充分であり、圧壊強度が低い。１２５０℃では焼成温度
が高過ぎて焼結製品が形崩れして溶融固化している。従
って適正焼成温度は１０００〜１２００℃であることが
判る。

【００２７】上記配合におけるＯ₂濃度の影響について
試験符号Ｃ，Ｆ〜Ｈのデータを見ると、２％では未焼成
であり、１０％では焼成温度が上昇し焼塊する。従っ
て、適正Ｏ₂濃度は３〜９％であることが判る。

【００２８】また、上記配合におけるガス量の影響につ
いて試験符号Ｃ，Ｉ，Ｊのデータを見ると、適正ガス量
は８００〜１５００Nm³/h であることが判る。８００Nm
³/h以下では生ペレットの上層から下層までの焼成速度
が遅くなり、焼成炉７内の焼成域を長くする必要が生じ
て設備の大型化が要求され、また、１５００Nm³/h 以上
では大容量のブロワ９が必要となり、いずれも焼成設備
費が高くなり、不都合である。

【００２９】一方、微粉砕紙の配合量の影響について試
験符号Ｃ，Ｋ〜Ｏのデータを見ると、適切な着火温度を
保つため微粉砕紙配合量の増加に応じてＯ₂濃度を減少
させる必要があり、骨材物性は微粉砕紙配合量の増加に
伴い、絶乾比重、圧壊強度が低下し、吸水率は逆に増加
することが判る。

【００３０】即ち、生ペレット中に含有される微粉砕紙
は、焼成中に消失されて微小空洞の形成に寄与してお
り、紙配合量の増加に伴う微小空洞体積の増加は、骨材
物性に著しい影響を与えていることが判る。なお、微粉
砕紙配合量にも限界があり、該配合量が６０％以上にな
ると圧壊強度が急激に低下するため、いたずらに微粉砕
紙配合量を増加させることは好ましくない。

【００３１】以上の焼成試験結果から、建設汚泥造粒物
の製造条件としては、微粉砕紙配合量を５〜７０重量％
とし、この可燃分量に応じて、Ｏ₂濃度を３〜１５％に
制御し、着火温度を１０００〜１２００℃としてペレッ
トの焼結を行うのが好しい。

【００３２】これらの焼結製品のうち吸水率が３０％以
上、圧壊強度１０ｋｇ／個のものは土壌改良材及び濾過
助材として充分適用でき得るものであり、この物性目標
値を満足する紙配合量は３０〜５０重量％である。一
方、人工軽量骨材の物性目標値（Ig. Loss 1.0％以下、
絶乾比重１．０〜１．５、吸水率１８％以下、圧壊強度
４０ｋｇ／個）を満足するものもあり人工軽量骨材とし
ても適用可能である。

【００３３】前記焼成試験結果の考察より、焼結製品の
物性に与える影響の大きいものは微粉砕紙配合量と供給
ガス中のＯ₂濃度である。

【００３４】そこで、微粉砕紙配合量（焼結製品の可燃
分量）と供給ガス中のＯ₂濃度をそれぞれ横軸と縦軸に
とり、これによって形成される領域を前記試験結果のデ
ータをもとに適正焼成域、未焼成域、やゝ焼塊域、焼塊
域に区分した。これを図示したものが図２である。

【００３５】生ペレットの焼結に当っては、焼成入口ガ
ス量を８００〜１５００Nm³/h とし、所定の微粉砕紙配
合量に対するＯ₂濃度を図２を用いて選定して制御し、
着火温度を１０００〜１２００℃の範囲とすることによ
って良好な焼結製品を得ることを可能とした。

【００３６】なお、前記適正焼成域とは物性目標値を満
足し、焼塊のない良質製品が得られる領域、未焼成域と
は物性目標値を満足しない領域、やゝ焼塊域とは焼結製
品同士が融着しているが、解砕により焼結製品として利
用できる領域、焼塊域とは焼成温度が高く、焼結製品同
士が完全融着し、製品として利用できない領域である。

【００３７】上記により、ペレットは建設汚泥に可燃物
である微粉砕紙を配合して成形されるため、焼結のため
の燃料を抑制することができ、また、その焼結は焼結温
度が一定範囲となるように酸素濃度が制御された雰囲気
で行われるため、高吸水率の土壌改良材・濾過助材や高
圧壊強度の人工軽量骨材の安価な製造が可能となった。

【００３８】なお、本実施例では乾燥処理された建設汚
泥を用いたが、脱水機にて処理した脱水ケーキ（含水率
３５％）の建設汚泥に微粉砕紙を配合し、混練した後、
成形物を成型機にて成型できることも確認している。

【００３９】また、本実施例においては、微粉砕紙とし
て新聞紙を破砕機により破砕したものを用いているが、
ダンボール、雑誌その他の古紙あるいは再生パルプなど
安価に入手可能な紙類であれば限定されるものでない。

【００４０】

【発明の効果】本発明の建設汚泥造粒物の焼結方法は、
造粒物が建設汚泥に可燃物である微粉砕紙が配合されて
成形されるため、焼結のための燃料の使用を抑制するこ
とができ、また、造粒物は焼結温度が一定範囲となるよ
うに微粉砕紙の分量に見合った酸素濃度に制御された雰
囲気で焼結されるため、良質な土壌改良材、濾過助材、
人工軽骨材等の焼結製品が安価に製造可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る焼成フローの説明図で
ある。

【図２】上記一実施例の焼成条件に及ぼす可燃分量と供
給ガス中のＯ₂濃度の影響の説明図である。

【符号の説明】

１建設汚泥ホッパ２微粉砕紙ホッパ３混練機４水５成型機６生ペレット投入用ホッパ６′ 床敷ペレット投入用ホッパ７焼成炉７′ 焼成炉のグレート８吸引ボックス９ブロワ１０着火装置１１仕切板１２ベルトコンベヤ１３製品回収ホッパ

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【手続補正書】

【提出日】平成４年１２月４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】上記により、建設汚泥に可燃物である微粉
砕紙を配合して成形物を成形するため、焼結のための燃
料の使用を抑制することができ、成形物の焼結は焼結温
度が一定範囲となるように酸素濃度が制御された雰囲気
で行われるため、良質な土壌改良材、濾過助材、人口軽
量骨材等の焼結製品が安価に製造可能となる。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１６】８はグレート７′の下方に設けられた吸引
ボックス、９は同ボックス８の底部に配管を介して接続
され同ボックス８内の気体を吸引して上記焼成炉７内へ
再び供給するブロワ、１２は前記焼成炉７に接続され同
焼成炉７で焼成されたペレットを製品回収ホッパ１３へ
送るベルトコンベヤである。また、１０は焼成炉７に設
けられた着火装置、１１は焼成炉７に設けられた仕切板
である。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２５】

【表２】

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３２】これらの焼結製品のうち吸水率が３０％以
上、圧壊強度１０ｋｇ／個以上のものは土壌改良材及び
濾過助材として充分適用でき得るものであり、この物性
目標値を満足する紙配合量は３０〜５０重量％である。
一方、人口軽量骨材の物性目標値（Ig. Loss 1.0％以
下、絶乾比重１．０〜１．５、吸水率１８％以下、圧壊
強度４０ｋｇ／個以上）を満足するものもあり人口軽量
骨材としても適用可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者貝敏雄広島市西区観音新町四丁目６番22号三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者世良俊邦東京都千代田区丸の内二丁目５番１号三菱重工業株式会社内 (72)発明者木下友弘東京都港区芝浦一丁目２番３号清水建設株式会社内 (72)発明者高木肇東京都港区芝浦一丁目２番３号清水建設株式会社内 (72)発明者阿部洋三東京都港区芝浦一丁目２番３号清水建設株式会社内 (72)発明者小笠原均郎東京都港区芝浦一丁目２番３号清水建設株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】脱水乾燥処理された建設汚泥に微粉砕紙
を混合成形し、該成形物を大気と隔絶した焼成炉の移動
グレート上に積層し、該成形物に含有される可燃物であ
る微粉砕紙量に応じて酸素濃度を制御しながら焼結する
ことを特徴とする建設汚泥造粒物の焼結方法。