JP7768581B2 - 建設汚泥処理装置および建設汚泥処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、産業廃棄物である建設発生土および建設汚泥を、汎用砂、左官砂等の再生砂および埋戻し材などに用いることができるスラリー状の流動化処理土に再生するための建設汚泥処理装置および建設汚泥処理方法に関する。

従来から工事現場で発生する水分が多い建設汚泥は、産業廃棄物であり、中間処理場でセメント等を混合して流動化処理土として埋め戻されている。また、建設泥土を工場に集めて処理することによって流動化処理土を提供するするシステムの例として、特許文献１がある。特許文献１は、工場に集めた泥土から大きい粒径の礫・石片を除去し、同泥土を水分を含んだ泥水の形態または脱水して脱水物の形態で工場に保管し、使用現場の要求に応じて比重調整した泥水に、セメント等を混入して流動化処理土に再生する技術が開示されている。

また、特許文献２には、建設発生土や建設汚泥の再利用と減容化を図る方法として、建設発生土や建設汚泥からなる土質材料に水を加えて解泥するとともに礫を除去した解泥水とセメントミルクをトラックミキサに供給して混錬し、流動化処理土を製造する方法が開示されている。

また、特許文献３には、流動化処理土の供給方法として、土砂に水を混合して解泥した後、振動ふるい機で比較的大きな異物を除外するだけの簡易な方法が開示されている。

特開２００６－０５１４３７号公報 特開２０１８－０２１３７８号公報 特開２０２１－０７０９９２号公報

上記特許文献１～３の従来技術では、工事現場で発生する建設土砂および建設汚泥は、性状の変化が大きく、比重が１．１～１．４、ｐＨが６～１２であり、組成としては砂の含有比率が高く、有機物およびセメント系物質を含む産業廃棄物汚泥を原材料とするので、再生された流動化処理土の強度、流動性、分離抵抗性などの性能に差があり、セメントなどの固化材の添加量を調整しても、製造後の強度試験および分離試験で目的とする特性の流動化処理土が得られず、無駄が生じやすいという問題がある。

また、処理工程上の問題点として、受入、分級、貯留、混練、積出の各工程があるが、分級には、砂の含有量にばらつきがあるため、貯留する原材料の砂濃度の差が大きく、製造した流動化処理土の品質のばらつきが生じ易い。また原材料のｐＨが高い場合、処理中の貯留時間が長くなると、壁面、撹拌羽根、配管にスケールが生じ、配管であれば閉塞するおそれがある。したがって、スケールを除去するためのメンテナンスによる製造停止時間が増大するという問題がある。

しかも原材料の泥水の濃度が低い場合、固化材の添加量を増やす必要がある。しかし、固化材成分の多くがＣＯ_２排出量の多いセメント系であり、コスト面のみならず環境負荷が大きくなるという問題がある。近年、流動化処理土の需要が高まる中で、多様な原材料（産業廃棄物汚泥）をいかにニーズに最適な製品とするかが重要になっているとともに、ＳＤＧＳ（Ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｇｏａｌｓ）の観点から固化材の減量化と原材料の有効利用との両立が求められている。

したがって本発明の目的は、多様化する建設発生土および建設汚泥を原材料とし、最小限の固化剤で所望する品質の流動化処理土を得ることができ、有価物である砂を回収できる建設汚泥処理装置および建設汚泥処理方法を提供することである。

本発明の建設汚泥処理装置は、
建設土砂（固形状）および建設汚泥（液状）を再生砂および流動化処理土に再生する建設汚泥処理装置であって、
建設土砂が搬入される土砂受入部と、
建設汚泥が搬入される汚泥受入部と、
前記土砂受入部に搬入された前記建設土砂および前記汚泥受入部に搬入された前記建設汚泥を解砕する解砕部と、
前記解砕部による解砕後の被処理物を、再生砂と懸濁水とに分離する分級部と、
前記分級部によって分離された懸濁水に、中和剤を添加して中和する中和処理部と、
前記中和処理部で中和された懸濁水に凝集剤を添加して、前記懸濁水中の懸濁物を凝集して濃縮した懸濁水を得る沈降濃縮部と、
前記沈降濃縮部で濃縮された懸濁水に固化材を添加して、スラリー状の流動化処理土を生成する流動化処理土生成部と、を含むことを特徴とする。

また、本発明の建設汚泥処理装置の構成として、前記汚泥受入部は前記建設汚泥を貯留する原泥ピット、および前記建設汚泥を固形物と懸濁水とに分離するサンドデバイダを含み、前記サンドデバイダは、振動篩とサイクロンと調整槽とを含むことを特徴とする。

また、前記解砕部は、ボールミルを含むことを特徴とする請求項１に記載の建設汚泥処理装置。

また、本発明の建設汚泥処理装置は、前記分級部が、スパイラル分級機、水切用振動篩およびサイクロンを含むことを特徴とする。

また、本発明の建設汚泥処理装置は、前記再生砂が、平均粒径０．７４ｍｍ～２ｍｍの砂粒子であることを特徴とする。

また、本発明の建設汚泥処理方法は、建設土砂および建設汚泥を砂および流動化処理土に再生する建設汚泥処理方法であって、
建設土砂が搬入される土砂受入工程と、
建設汚泥が搬入される汚泥受入工程と、
前記土砂受入工程で搬入された前記建設土砂および前記汚泥受入工程で搬入された前記建設汚泥を解砕する解砕工程と、
前記解砕工程で解砕された後の被処理物を、再生砂と懸濁水とに分離する分級工程と、
前記分級工程で分離された懸濁水に、中和剤を添加して中和する中和処理工程と、
前記中和処理工程で中和された懸濁水に凝集剤を添加して、前記懸濁水中の懸濁物を凝集して濃縮した懸濁水を得る沈降濃縮工程と、
前記沈降濃縮工程で濃縮された懸濁水に固化材を添加して、スラリー状の流動化処理土を生成する流動化処理土生成工程とを含むことを特徴とする。

本発明によれば、建設土砂と建設汚泥を同時に処理することにより、土砂、泥土、汚泥、泥水などの含有比率が多様化した原材料であっても、固化材を減量化し、所望する特性の砂（汎用砂、左官砂等）および埋戻し材などに用いることができるスラリー状の流動化処理土に再生して、原材料を有効利用することができる。

また、本発明によれば、沈降濃縮部の前に中和処理部を設けたことにより、受入汚泥が、カルシウム分を多く含みｐＨが高い場合であっても、壁面、撹拌羽根、配管にスケールが生じ難く、スケールを除去するためのメンテナンスによる製造停止時間を短縮することができ、配管の閉塞を防止することができる。また、受入泥水のカルシウム分の含有量の違いによるｐＨの変動があっても、固化剤の添加量の変動を少なくすることができ、流動化処理土の性能劣化を防ぎ、流動化処理土の性能を安定させることができる。

本発明の一実施形態の建設汚泥処理装置の全体構成を示す図である。 土砂受入部Ａの構成を示す拡大図である。 汚泥受入部Ｂの構成を示す拡大図である。 解砕部Ｃにボールミル２８を使用した構成を示す拡大図である。 分級部Ｄの構成を示す拡大図である。 中和処理部Ｅの構成を示す拡大図である。 高分子凝集剤を添加して沈降分離を行う沈降分離装置として角型シックナー５７を使用した場合の沈降濃縮部Ｆの構成を示す拡大図である。 スラリー貯槽部Ｇの構成を示す拡大図である。 流動化処理土生成部Ｈの構成を示す拡大図である。 脱水部Ｉの構成を示す拡大図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明の一実施形態の建設汚泥処理装置１の全体構成を示す図である。なお、建設汚泥処理装置１によって建設汚泥処理方法が実施されるものとして、以下に説明する。実施形態に係る建設汚泥処理装置１は、建設工事の地盤掘削によって発生する建設残土、浚渫土砂、含水率の高い泥状の建設泥土、建設汚泥、建設泥水を含む被処理土を砂（汎用砂、左官砂等）および流動化処理土に再生するために使用することができる。砂（汎用砂、左官砂等）は、建設材料、公園等に使用される。また、流動化処理土は、流動性および自硬性を有し、地中埋設管、共同溝の埋め戻し土、建築基礎地盤の空洞充填などに使用される。建設汚泥処理装置１は、土砂受入部Ａ、汚泥受入部Ｂ、解砕部Ｃ、分級部Ｄ、中和処理部Ｅ、沈降濃縮部Ｆ、スラリー貯槽部Ｇ、流動化処理土生成部Ｈおよび脱水部Ｉを備える。

（土砂受入部Ａ）
図２は、土砂受入部Ａの構成を示す拡大図である。土砂受入部Ａは、土砂などの固形物の建設汚泥が、例えばダンプトラックなどの搬送車両１０Ａによって搬入される土砂ピット２Ａ、傾斜篩３、磁石篩４、搬送コンベア５、および土砂ピット２Ａ内の被処理土６を傾斜篩３に供給するバケットを備えたバックホウ７を備える。

土砂ピット２Ａ内に搬送車両１０Ａによって搬入された被処理土６は、バックホウ７によって傾斜篩３に供給される。傾斜篩３は、供給された被処理土６から平均粒径が１５０ｍｍ以下の粒子を搬送コンベア５に落下させ、平均粒径が１５０ｍｍを超える粒子を移送手段８によって瓦礫ピット２Ｂへ排出する。また、土砂ピット２Ａには、汚泥受入部Ｂから移送手段１７によって振動篩１３の下段篩の篩上の砂礫が移送されてくる。傾斜篩３を通過した粒子および汚泥受入部から移送されてきた被処理物は、搬送コンベア５によって、解砕部Ｃの被処理物受入部２９に投入される。搬送コンベア５は、第１コンベア５Ａ、第２コンベア５Ｂ、第３コンベア５Ｃからなり、搬送方向下流側の第３コンベア５Ｃの上方には、磁石篩４が配置され、被処理物中の鉄、ニッケル等の金属分が除去される。

（汚泥受入部Ｂ）
図３は、汚泥受入部Ｂの構成を示す拡大図である。汚泥受入部Ｂは、流動性のある建設汚泥（流動物）を貯留する原泥ピット１１および前記建設汚泥を固形物と懸濁水とに分離するサンドデバイダ１２を備え、前記サンドデバイダ１２は、振動篩１３とサイクロンＳ１と調整槽１４とを備える。

原泥ピット１１には、例えばローリ車などの搬送車両１０Ｂによって泥土および泥水などの流動性のある建設汚泥が搬入される。原泥ピット１１は、ピット内の空間が仕切り壁１１Ｃによって、原泥ピット第１槽１１Ａと原泥ピット第２槽１１Ｂとに仕切られる。原泥ピット第１槽１１Ａには、搬送車両１０Ｂから建設汚泥が搬入される。原泥ピット第１槽１１Ａに搬入された建設汚泥の重量の大きな砂、礫などの固形物は沈殿させ、重量の小さい固形物を含んだ液状物は仕切り壁１１Ｃを越流して原泥ピット第２槽１１Ｂへ流入し、貯留される。なお、搬入される建設汚泥が、重量の大きな砂、礫などの固形物を含んでいない場合は、建設汚泥を直接原泥ピット第２槽１１Ｂに投入することができる。原泥ピット第１槽１１Ａの底部には、撹乱式サンドポンプＰ１が配設され、原泥ピット第１槽１１Ａに沈殿した建設汚泥の重量の大きな砂、礫などの固形物を含む水との混合液が、撹乱式サンドポンプＰ１によって吸引され、撹乱式サンドポンプＰ１の吐出口に接続された管１５を経て解砕部Ｃの被処理物受入部２９に圧送される。原泥ピット第２槽１１Ｂの底部には、排出ポンプＰ２が配設され、排出ポンプＰ２の吐出口に接続された管１６を経て、原泥ピット第２槽１１Ｂの底部の液状の建設汚泥が、サンドデバイダ１２の振動篩１３の下段篩上に移送される。

振動篩１３は、上段の篩の目開きが下段の篩の目開きよりも細かい上下２段の篩からなる振動篩であり、篩の目開きは、０．３～３０ｍｍの範囲で上段の篩の目開きが下段の篩の目開きよりも細かいようにされるが、一例を示すと上段の篩の目開きが０．５ｍｍ、下段の篩の目開きが２０ｍｍである。振動篩１３の下段篩で篩い分けられた篩上の砂礫は、移送手段１７によって、土砂ピット２Ａに移送される。移送手段１７は、たとえば落下シュートであってもよい。振動篩１３の上方には、サイクロンＳ１が配設される。サイクロンＳ１は、供給口、第１出口、および第２出口を有する。供給口には管１８の一端部が接続され、第１出口には管１９が接続され、第２出口には管２０が接続される。

サンドデバイダ１２の調整槽１４は、仕切り壁２１を有する。調整槽１４内の空間は、仕切り壁２１によって、沈殿室２２と撹拌室２３とに分割される。沈殿室２２には、サイクロン第２出口に接続された管２０を経て、サイクロンＳ１によって分離された微小な粒子が供給される。沈殿室２２には、排出ポンプＰ３が配設される。排出ポンプＰ３の吐出口には、管１８の他端部が接続される。排出ポンプＰ３に吸引された沈殿室２２の下層の被処理物は、管１８を経てサイクロンＳ１の供給口に導かれ、固形物が重量に応じて分離される。サイクロンＳ１内で、重量の大きな固形物は管１９を経て振動篩１３の上段篩に戻され、重量の小さい粒子は管２０を経て沈殿室２２に供給される。沈殿室２２から重量の小さい固形物を含んだ懸濁水は、仕切り壁２１を越流して撹拌室２３に流入する。

撹拌室２３には撹拌ブレード２４が配設される。撹拌ブレード２４は、鉛直な軸線まわりにモータＭ１によって回転駆動される回転軸２５に設けられ、撹拌室２３内の被処理物が沈殿堆積しないように撹拌される。撹拌室２３の側壁には、排出口が設けられ、排出口には管２６の一端部が接続される、管２６の他端部は、排出ポンプＰ４の流入口に接続される。排出ポンプＰ４の吐出口には管２７の一端部が接続され、被処理物は管２７を経て管２７の他端部から流動化ミキサ槽７２もしくは脱水汚泥槽８８に移送される。流動化ミキサ槽７２へ供用される場合、希釈ポンプＰ１６によって管８７Ｂを経て希釈水が撹拌室２３に供給され比重調整される。

（解砕部Ｃ）
解砕部Ｃでは、解砕機としてボールミル、ロッドミル、ハンマーミル等の解砕機を使用することができるが、破砕が過剰にならず、良質な砂を得ることができ、泥土解砕と砂分級との両立が可能なボールミルを使用することが好ましい。ボールミルを使用することで、砂分を残しつつ泥土塊を解砕可能となり、解砕された固形物を含む泥水の性状維持と有価物としての砂回収量確保の両立を図ることができる。以下、解砕部Ｃにボールミルを使用する例について説明する。

図４は、解砕部Ｃにボールミル２８を使用した構成を示す拡大図である。ボールミル２８は、被処理物受入部２９、ボールミル本体部３０および篩分け手段３１を備える。被処理物受入部２９は、ホッパー状の専用給口機が用いられる。ボールミル本体部３０は、円筒状であり、回転ドラムを有し、その中に複数の鉄球が収容されている。篩分け手段３１は、ボールミル本体部３０の排出口に連通して設けられ、金網によってほぼ円錐台状に形成された篩分け手段であり、本実施形態においては、先端に向かって拡径する円錐台状の形状の筒体になったものが好ましい。

解砕部Ｃの被処理物受入部２９では、土砂受入部Ａから供給される粒子、汚泥受入部Ｂから管１５から供給される粒子を含む水および洗浄水を受け入れ、その混合物をボールミル本体部３０に供給する。土砂受入部Ａから供給される粒子は、土砂受入部Ａからベルトコンベア等の移送手段９によって供給することができる。汚泥受入部Ｂから供給される粒子を含む水は、汚泥受入部Ｂから配設された管１５を経て汚泥受入部Ｂの原泥ピット第２槽１１Ｂの底部から撹乱式サンドポンプＰ１によって供給される。洗浄水は、循環水槽８４から配設された管８５を経て排出ポンプＰ５によって吸引されたものが、被処理物受入部２９に供給される。循環水槽８４は、本実施形態の建設汚泥処理装置１内を循環する循環水を貯えるための貯槽で、後述するように、循環水槽８４には、沈降濃縮部Ｆの角型シックナー５７の越流水および脱水部Ｉのフィルタープレス７６のろ液が供給される。また、循環水が不足する場合は、外部から補給水が追加される。

ボールミル本体部３０は、円筒形の回転ドラムに複数の鉄球を収容し、ドラムの回転によって鉄球が落下する衝撃によって混合された被処理物を解砕する。鉄球は、例えば、回転ドラムの直径が２．１ｍで長さが３．３ｍの装置では、直径１０ｃｍのものを１００～２００個用いる。このようなボールミルを用いることによって、受け入れた被処理物を洗浄水にて洗浄しながら撹拌し、解砕するので、ロッドミルやロッドスクラバに比べて重量が小さい球状の重錘を用い、原料を過度に細かく解砕せず、平均粒径が２ｍｍ以下の壁材およびコンクリートモルタルの細骨材として有用性の高い再生砂を得ることができる。また、ボールミルは、鉄球が摩耗すると、新たな鉄球を補充すればよく、ロッドミルやロッドスクラバに比べて、摩耗したロッドを新たなものと交換するような手間を要せず、メンテナンス性が優れている。

ボールミル本体部３０で解砕された固形物を含む泥水である被処理物は、ボールミル本体部３０の排出口に連通して設けられた篩分け手段３１に排出され、先端に向かって拡径する円錐台状の円筒状金網（トロンメル）によって、解砕されなかった固形物が分離される。解砕されなかった固形物は、オーバータンク３２に集積される。篩分け手段３１の金網の網の目は、再利用される再生砂の粒度に合わせて決めることができるが、一例をあげると、５ｍｍの目の粗さの金網を用いた場合、５ｍｍ以下の汎用性高い砂を得ることができる。篩分け手段３１の金網の網の目を通過した解砕された固形物を含む泥水（被処理物）は、流路８６を経て分級部Ｄに移送される。

（分級部Ｄ）
図５は、分級部Ｄの構成を示す拡大図である。分級部Ｄでは解砕部Ｃで解砕された被処理物を、再生砂と懸濁水とに分離する。分級部Ｄは、第１分級部Ｄ１、第２分級部Ｄ２、および原水ピット３７からなる。第１分級部Ｄ１は、スパイラル分級機３３、および水切用振動篩３６等の装置から構成されている。第２分級部Ｄ２は、サイクロンＳ２、および水切用振動篩４６等から構成されている。

まず、第１分級部Ｄ１について説明する。スパイラル分級機３３は、スパイラル分級機下部のピット３４とスクリューコンベア３５とによって構成される。解砕部Ｃで解砕された被処理物は、スパイラル分級機３３のピット３４に流路８６を経て移送されるが、ボールミル２８の篩分け手段３１をピット３４よりも高い位置に設けて被処理物を自然落下させるのが好ましく、そして、ボールミル２８の篩分け手段３１の直下にピット３４を設けて被処理物を自然落下させれば、流路８６を設ける必要はない。ピット３４の底部には、沈殿した粒度の大きい解砕された固形物が沈殿し、沈殿した固形物は、スクリューコンベア３５によって水切用振動篩３６に運ばれる。また、スクリューコンベア３５で移送されなかった粒度の小さい解砕された固形物を含む懸濁水は、スパイラル分級機のピット３４から越流して原水ピット３７に流入する。

水切用振動篩３６は、篩の目開きが１．０ｍｍの篩からなる振動篩であり、スクリューコンベア３５によって移送されてきた粒度の大きい解砕された固形物を含む泥水は篩に落下し、篩を通過しなかった粒度の粗い再生砂は、ベルトコンベア３８によって砂ヤード３９に集められる。篩を通過した懸濁水は、原水ピット３７に移される。

次に、第２分級部Ｄ２について説明する。第２分級部Ｄ２では、上部にサイクロンＳ２を装備した水切用振動篩４６によって第１分級部Ｄ１で得られる砂よりも微細な砂を分級する。サイクロンＳ２には、中和処理部Ｅの懸濁水受入ピット５１Ａから懸濁水受入ピット５１Ａで濃縮された懸濁水が供給される。

サイクロンＳ２では、中和処理部Ｅの懸濁水受入ピット５１Ａから管４９で移送されてきた懸濁水から、遠心分離により粒度の大きい粒子をサイクロンＳ２下部に分離、捕集し、水切用振動篩４６の篩に管４４を経て戻される。サイクロンＳ２で捕集されなかった粒子を含む懸濁水は、サイクロンＳ２上部からオーバーフローしてサイクロンＳ２上部に配設された管４５を経て中和処理部Ｅの懸濁水受入ピット５１Ａに排出される。

サイクロンＳ２から管４４を経て水切用振動篩４６に供給される懸濁水は、水切用振動篩４６によって、再生砂と懸濁水に分別される。水切用振動篩４６では、洗浄水を供給して篩上の砂を洗浄することにより、より良質な再生砂を製造することができる。水切用振動篩４６によって分別された再生砂は、ベルトコンベア４７によって砂ヤード４８に集められる。水切用振動篩４６の篩目を通過した懸濁水は、自然流下で原水ピット３７に移送される。

第２分級部Ｄ２の水切用振動篩４６は、１．０ｍｍ以下の超微細な砂を製造することができ、篩の目開きを０．８ｍｍにした場合は、０．８ｍｍ～１．０ｍｍの砂を製造することができる。このような超微細な砂は、左官砂等に利用することができる。

第１分級部Ｄ１の水切用振動篩３６篩の目開きを１．０ｍｍとし、脱水篩で細粒ＳＳ分と水分とを落とすことで良質な再生砂を生産することができる。前記の目開きの篩を用いた場合、篩を通過しなかった砂は平均粒径が１ｍｍ～２ｍｍであり、水抜けの優れた汎用性の高い砂である。また、水切用振動篩３６で捕集されず、サイクロンＳ２で分離し水切用振動篩４６で捕集された砂は、平均粒径が０．８ｍｍ～１ｍｍであり、左官砂として利用できる。水切用振動篩３６の網目を１ｍｍとし、サイクロンＳ２および水切用振動篩４６と組み合わせたことによって、平均粒径が細かい左官砂を得ることができ、再生砂の有効利用を図ることができる。

原水ピット３７は、撹拌装置４０が備えられ、スパイラル分級機下部のピット３４、水切用振動篩３６および水切用振動篩４６から受け入れた懸濁水の懸濁物が沈殿堆積しないように撹拌装置４０により撹拌されている。撹拌装置４０は、原水ピット３７内の懸濁水の懸濁物が沈殿堆積しないように撹拌できる撹拌装置であればどのようなものであってもよいが、図５に示したように撹拌ブレード４１設けた回転軸４２をモータＭ２によって回転駆動する撹拌装置４０が好適に用いられる。原水ピット３７中の懸濁水は、排出ポンプＰ６に配設された管４３を経て中和処理部Ｅの懸濁水受入ピット５１Ａに移送される。

（中和処理部Ｅ）
本実施形態で処理する建設汚泥および泥水は、セメント成分が多く含まれているのでｐＨ値が高く、処理で生ずる排水は放流時にｐＨ調整が必要であるが、処理過程においてもｐＨ値が高いと被処理物が固化し、設備にスケールとして付着して設備のメンテナンスによる製造設備の稼働停止が必要になる等の問題を生じる。そのため、本実施形態においては、分級部Ｄの後に中和処理部Ｅを設けた。

図６は、中和処理部Ｅの構成を示す拡大図である。中和処理部Ｅは、希硫酸槽５０およびＰＨ調整槽５１を備える。ＰＨ調整槽５１は、仕切り壁５１Ｃによって、懸濁水受入ピット５１Ａと調整撹拌槽５１Ｂとに仕切られる。

懸濁水受入ピット５１Ａには、懸濁水が分級部Ｄの原水ピット３７から管４３を経て供給され、第２分級部Ｄ２のサイクロンＳ２から懸濁水が管４５を経て移送されてくる。懸濁水受入ピット５１Ａで懸濁水を滞留させることによって、比重の大きい懸濁物は下部に沈降し、懸濁水受入ピット５１Ａの上部と下部では懸濁水の濃度差が生じる。上部の懸濁物の濃度が低くなった懸濁水は、仕切り壁５１Ｃの上端部を越流して調整撹拌槽５１Ｂに流入する。懸濁水受入ピット５１Ａの底部には、排出ポンプＰ１５が配設され、排出ポンプＰ１５の吐出口には管４９が接続されて、懸濁物の濃度が濃くなった懸濁水が第２分級部Ｄ２のサイクロンＳ２に供給される。

調整撹拌槽５１Ｂには、調整撹拌槽５１Ｂ内の懸濁水を撹拌するために撹拌装置５２が装備される。調整撹拌槽５１Ｂには、懸濁水のｐＨを調整するために希硫酸槽５０から、定量ポンプＰ７によって吸引された希硫酸が管５３を経て注入される。撹拌装置５２は、調整撹拌槽５１Ｂ内の懸濁水の懸濁物が沈殿堆積しないように撹拌できる撹拌装置であればどのようなものであってもよいが、図６に示したように撹拌ブレード５４を設けた回転軸５５をモータＭ３によって回転駆動する撹拌装置５２が好適に用いられる。

ｐＨ調整は、調整撹拌槽５１Ｂ内のｐＨ値を測定して行うこともできるが、流入する懸濁水の流量およびｐＨ値を測定し、フィードフォワード制御またはフィードバック制御することによって、より微細にｐＨ調整をすることができる。また、ＰＨ調整槽５１を大容量にすることによって、製品のばらつきを防止することができる。ＰＨ調整槽５１でｐＨ調整された懸濁水は、ＰＨ調整槽５１から排出ポンプＰ８によって管５６を経て沈降濃縮部Ｆに移送される。また、ｐＨ調整された懸濁水の一部は、スラリー貯槽のスラリー濃度を調整するために管５６から分岐する管５６Ａを経てスラリー貯槽６５に移送する場合がある。

分級部Ｄの後に中和処理部Ｅが設けられるので、懸濁水の高ｐＨによる固化が抑制され、メンテナンスのための製造停止時間を減少させることができる。またＰＨ調整槽５１に大量の懸濁水を貯留することによって、懸濁水中の懸濁物の濃度が均一化され、製品品質のばらつきを抑制することができる。

（沈降濃縮部Ｆ）
沈降濃縮部Ｆには、中和処理部ＥでｐＨ調整された懸濁水が供給される。ｐＨ調整された懸濁水は、水に微細な固体が分散した懸濁水であり、沈降濃縮部Ｆで凝集剤を添加して沈降分離装置に送られ、沈降分離装置で水中の凝集した懸濁物質を重力によって沈降させて、沈降汚泥と上澄水に分離する。沈降分離装置としては、円型シックナー、角型シックナー等の各種のシックナーを使用することができる。また、凝集剤は、無機凝集剤、高分子凝集剤等の凝集剤を適宜選択して使用することができる。

図７は、高分子凝集剤を添加して沈降分離を行う沈降分離装置として角型シックナー５７を使用した場合の沈降濃縮部Ｆの構成を示す拡大図である。沈降濃縮部Ｆは、高分子溶解槽５８と角型シックナー５７とを備える。高分子溶解槽５８は、高分子凝集剤が撹拌された状態で貯蔵されている。高分子凝集剤は、高分子溶解槽５８から定量ポンプＰ９によって管５９を経て管５６に注入され、ＰＨ調整槽５１でｐＨ調整された懸濁水と管５６の管内で混合されて、角型シックナー５７に供給される。角型シックナー５７は、下部に排出スクリュー６０を装備した沈降濃縮槽である。懸濁水中の懸濁粒子は高分子凝集剤によって凝集して沈降速度の大きい凝集粒子となり、重力によって沈降濃縮分離され、角型シックナー５７の下部に濃縮汚泥となって堆積する。濃縮汚泥は、排出スクリュー６０で排出ポンプＰ１０の取り込み口周辺に掻き集められて、角型シックナー５７下部の排出口に配設された管６１から排出ポンプＰ１０によって濃縮された懸濁水として後述のスラリー貯槽６５に移送される。角型シックナー５７の上部には、越流せき６２が設けられ清澄した水が越流して水路６３で循環水槽８４に供給される。

（スラリー貯槽部Ｇ）
図８は、スラリー貯槽部Ｇの構成を示す拡大図である。スラリー貯槽部Ｇは、撹拌装置６４を有するスラリー貯槽６５を備える。スラリー貯槽６５には、角型シックナー５７で沈降分離された濃縮汚泥が、管６１を経て供給される。また、スラリーの濃度調整のためにｐＨ調整された懸濁水の一部が、管５６Ａを経て供給される場合がある。スラリー貯槽６５は、濃縮汚泥が沈降堆積しないように撹拌装置６４によって撹拌が行われ、濃縮汚泥が均一な状態に保持され貯槽されている。撹拌装置６４は、濃縮汚泥が沈殿堆積しないように撹拌できる撹拌装置であればどのようなものであってもよいが、図８に示したように撹拌ブレード６６を設けた回転軸６７をモータＭ４によって回転駆動する撹拌装置６４が好適に用いられる。スラリー貯槽６５の濃縮汚泥は、排出ポンプＰ１１によって管６８を経て流動化処理土生成部Ｈに供給され、流動化処理土の製造に供される。そして、流動化処理土の製造に供されない余剰の濃縮汚泥は、管６８から分岐する管６８Ａを経て脱水汚泥槽に移送される。また、スラリー貯槽６５は、撹拌ポンプＰ１２および管６９を具備し、スラリーを循環撹拌させることでスラリー貯槽内の付着・固化を防止する。

（流動化処理土生成部Ｈ）
図９は、流動化処理土生成部Ｈの構成を示す拡大図である。流動化処理土生成部Ｈは、固化材サイロ７０、固化材供給コンベア７１、流動化ミキサ槽７２、および流動化処理土ピット７３を備える。流動化ミキサ槽７２は、流動化処理土を製造する槽である。流動化ミキサ槽７２には、スラリー貯槽６５で濃縮された濃縮汚泥、汚泥受入部Ｂの撹拌室２３の被処理物である汚泥および固化材サイロ７０に貯留されている固化材が投入される。固化材は、セメント、セメント系固化材、石灰等を用いることができるが、通常は、セメントを用いる。固化材サイロ７０から流動化ミキサ槽７２への固化材の輸送は、固化材供給コンベア７１で行われる。固化材供給コンベア７１は、どのようなコンベアであってもよいが、投入量の調整が容易にできるスクリューコンベアが好適に使用できる。また、スラリー貯槽６５で濃縮された濃縮汚泥は、排出ポンプＰ１１によって管６８を経て供給され、汚泥受入部Ｂの撹拌室２３の被処理物である汚泥は、排出ポンプＰ４によって管２７を経て供給される。流動化ミキサ槽７２に投入された濃縮汚泥および固化材は、撹拌装置７４によって混合されてスラリー状の流動化処理土が製造される。撹拌装置７４は、撹拌装置７４Ｂだけでも良いが、小型の撹拌装置７４Ａを固化材が投入される水面下付近に設けることが好ましい。撹拌装置７４Ａにより、投入されて泥水表面に残った固化材を泥水に混ぜ込むことができる。そして、流動化処理土の濃度調整が必要な場合は、循環水槽８４中の希釈ポンプＰ１６によって管８７Ａで希釈水を流動化ミキサ槽７２に供給して濃度を調整することができる。製造された流動化処理土は、管７５で流動化処理土ピット７３に移送され貯蔵される。移送は、流動化ミキサ槽７２を流動化処理土ピット７３よりも高い位置に設けて、流動化処理土を自然落下させるのが好ましい。

（脱水部Ｉ）
図１０は、脱水部Ｉの構成を示す拡大図である。脱水部Ｉは、脱水汚泥槽８８、フィルタープレス７６、ろ水槽７７および中和槽７８等から構成される。脱水部Ｉでは、スラリー貯槽６５から管６８および管６８Ａを経て移送される濃縮汚泥および汚泥受入部Ｂの撹拌室２３から管２７を経て移送される汚泥が、脱水汚泥槽８８に供給される。脱水汚泥槽８８では、汚泥が沈降堆積しないように撹拌装置８９によって撹拌が行われ、濃縮汚泥が均一な状態に保持され貯槽されている。撹拌装置８９は、濃縮汚泥が沈殿堆積しないように撹拌できる撹拌装置であればどのようなものであってもよいが、スラリー貯槽６５で用いたタイプの撹拌装置が好適に用いられる。脱水汚泥槽８８の汚泥は、排出ポンプＰ１７を具備した管９０によってフィルタープレス７６に供給され、ろ液と脱水ケーキに分離される。ろ液は、ろ水槽７７に集められ、ろ水槽７７から排出ポンプＰ１３によって、一部は、配設された管７９を経て循環水槽８４に戻されボールミル２８の洗浄に利用され、残りは、配設された管８０を経て中和槽７８に移送さる。中和槽７８では、水質汚濁防止法に基づく放流基準のｐＨ５．８～８．６にｐＨ調整された後、排出ポンプＰ１４によって管８１で放流される。脱水ケーキは、搬出コンベア８２および搬出コンベア８３によって搬出され貯蔵された後、改良土として使用するか廃棄される。

以上のとおり、建設汚泥処理装置１によって、建設汚泥処理方法に係る実施形態を実施することができる。すなわち、本実施形態に係る建設汚泥処理方法は、建設土砂および建設汚泥を再生砂および流動化処理土に再生する建設汚泥処理方法であって、土砂受入部Ａに建設土砂が搬入される土砂受入工程と、汚泥受入部Ｂに建設汚泥が搬入される汚泥受入工程と、解砕部Ｃにおいて、前記土砂受入工程で搬入された前記建設土砂および前記汚泥受入工程で搬入された前記建設汚泥を解砕する解砕工程と、分級部Ｄにおいて、前記解砕工程で解砕された後の被処理物を、再生砂と懸濁水とに分離する分級工程と、中和処理部Ｅにおいて、前記分級工程で分離された懸濁水に、中和剤を添加して中和する中和処理工程と、沈降濃縮部Ｆにおいて、前記中和処理工程で中和された懸濁水に凝集剤を添加して、前記懸濁水中の懸濁物を凝集して濃縮した懸濁水を得る沈降濃縮工程と、スラリー貯槽部Ｇ、流動化処理土生成部Ｈ、および脱水部Ｉにおいて、前記沈降濃縮工程で濃縮された懸濁水に固化材を添加して、スラリー状の流動化処理土を生成する流動化処理土生成工程と、を含む。

本実施形態の建設汚泥処理方法によれば、沈降濃縮部の前に中和処理部を設けたことにより、受入汚泥が、カルシウム分を多く含みｐＨが高い場合であっても、壁面、撹拌羽根、配管にスケールが生じ難く、スケールを除去するためのメンテナンスによる製造停止時間を短縮することができ、配管の閉塞を防止することができる。また、受入泥水のカルシウム分の含有量の違いによるｐＨの変動があっても、固化剤の添加量の変動を少なくすることができ、流動化土の性能劣化を防ぎ、流動化処理土の性能を安定させることができる。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、また、本発明は上述の実施の形態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内において、種々の変更、改良などが可能である。上記各実施形態をそれぞれ構成する全部または一部を、適宜、矛盾しない範囲で組み合わせ可能であることは、言うまでもない。

本発明に係る建設汚泥処理装置および建設汚泥処理方法は、産業廃棄物である建設汚泥および泥水を、埋戻し材などに用いることができるスラリー状の流動化処理土および砂（汎用砂、左官砂等）に再生することができる。

Ａ 土砂受入部
Ｂ 汚泥受入部
Ｃ 解砕部
Ｄ 分級部
Ｄ１ 第１分級部
Ｄ２ 第２分級部
Ｅ 中和処理部
Ｆ 沈降濃縮部
Ｇ スラリー貯槽部
Ｈ 流動化処理土生成部
Ｉ 脱水部
Ｍ１～Ｍ４ モーター
Ｐ１ 撹乱式サンドポンプ
Ｐ２～Ｐ６、Ｐ８、Ｐ１０～Ｐ１５、Ｐ１７ 排出ポンプ
Ｐ７、Ｐ９ 定量ポンプ
Ｐ１６ 希釈水ポンプ
Ｓ１、Ｓ２ サイクロン
１ 建設汚泥処理装置
２Ａ 土砂ピット
２Ｂ 瓦礫ピット
３ 傾斜篩
４ 磁石篩
５ 搬送コンベア
６ 被処理土
７ バックホウ
８、９ 移送手段
１０Ａ、１０Ｂ 搬送車両
１１ 原泥ピット
１１Ａ 原泥ピット第１槽
１１Ｂ 原泥ピット第２槽
１１Ｃ 仕切り壁
１２ サンドデバイダ
１３ 振動篩
１４ 調整槽
１５、１６、１８、１９、２０ 管
１７ 移送手段
２１ 仕切り壁
２２ 沈殿室
２３ 撹拌室
２４ 撹拌ブレード
２５ 回転軸
２６、２７ 管
２８ ボールミル
２９ 被処理物受入部
３０ ボールミル本体部
３１ 篩分け手段
３２ オーバータンク
３３ スパイラル分級機
３４ ピット
３５ スクリューコンベア
３６ 水切用振動篩
３７ 原水ピット
３８ ベルトコンベア
３９ 砂ヤード
４０ 撹拌装置
４１ 撹拌ブレート
４２ 回転軸
４３、４４、４５ 管
４６ 水切用振動篩
４７ ベルトコンベア
４８ 砂ヤード
４９ 管
５０ 希硫酸槽
５１ ＰＨ調整槽
５１Ａ 懸濁水受入ピット
５１Ｂ 調整撹拌槽
５１Ｃ 仕切り壁
５２ 撹拌装置
５３ 管
５４ 撹拌ブレート
５５ 回転軸
５６、５９、６１ 管
５７ 角型シックナー
５８ 高分子溶解槽
６０ 排出スクリュー
６２ 越流せき
６３ 水路
６４ 撹拌装置
６５ スラリー貯槽
６６ 撹拌ブレート
６７ 回転軸
６８、６９ 管
７０ 固化材サイロ
７１ 固化材供給コンベア
７２ 流動化ミキサ槽
７３ 流動化処理土ピット
７４、７４Ａ、７４Ｂ 撹拌装置
７５ 管
７６ フィルタープレス
７７ ろ水槽
７８ 中和槽
７９、８０、８１ 管
８２、８３ 搬出コンベア
８４ 循環水槽
８５ 管
８６ 流路
８７Ａ、８７Ｂ 管
８８ 脱水汚泥槽
８９ 撹拌装置
９０ 管

Claims (5)

1. 建設土砂および建設汚泥を再生砂および流動化処理土に再生する建設汚泥処理装置であって、
   建設土砂が搬入される土砂受入部と、
   建設汚泥が搬入される汚泥受入部と、
   前記土砂受入部に搬入された前記建設土砂および前記汚泥受入部に搬入された前記建設汚泥を解砕する解砕部と、
   前記解砕部による解砕後の被処理物を、再生砂と懸濁水とに分離する分級部と、
   前記分級部によって分離された懸濁水に、中和剤を添加して中和する中和処理部と、
   前記中和処理部で中和された懸濁水に凝集剤を添加して、前記懸濁水中の懸濁物を凝集して濃縮した懸濁水と清澄した水を得る沈降濃縮部と、
   前記沈降濃縮部で濃縮された懸濁水に固化材を添加して、スラリー状の流動化処理土を生成する流動化処理土生成部と、
   前記沈降濃縮部で濃縮された懸濁水をろ液と脱水ケーキに分離する脱水部と、
   前記沈降濃縮部で得た清澄水と前記脱水部で分離されたろ液と補給水とが供給され、前記解砕部に水を供給する循環水槽とを含み、
   前記解砕部は、ボールミルを含み、前記ボールミルに前記循環水槽の水、前記建設土砂および前記建設汚泥が供給されることを特徴とする建設汚泥処理装置。
2. 前記汚泥受入部は、前記建設汚泥を貯留する原泥ピット、および前記建設汚泥を固形物と懸濁水とに分離するサンドデバイダを含み、前記サンドデバイダは、振動篩とサイクロンと調整槽とを含むことを特徴とする請求項１に記載の建設汚泥処理装置。
3. 前記分級部は、スパイラル分級機、水切用振動篩およびサイクロンを含むことを特徴とする請求項１に記載の建設汚泥処理装置。
4. 前記再生砂は、平均粒径が０．７４ｍｍ～２ｍｍの砂粒子であることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の建設汚泥処理装置。
5. 建設土砂および建設汚泥を再生砂および流動化処理土に再生する建設汚泥処理方法であって、
   建設土砂が搬入される土砂受入工程と、
   建設汚泥が搬入される汚泥受入工程と、
   前記土砂受入工程で搬入された前記建設土砂および前記汚泥受入工程で搬入された前記建設汚泥を解砕する解砕工程と、
   前記解砕工程で解砕された後の被処理物を、再生砂と懸濁水とに分離する分級工程と、
   前記分級工程で分離された懸濁水に、中和剤を添加して中和する中和処理工程と、
   前記中和処理工程で中和された懸濁水に凝集剤を添加して、前記懸濁水中の懸濁物を凝集して濃縮した懸濁水と清澄した水を得る沈降濃縮工程と、
   前記沈降濃縮工程で濃縮された懸濁水に固化材を添加して、スラリー状の流動化処理土を生成する流動化処理土生成工程と、
   前記沈降濃縮工程で濃縮された懸濁水をろ液と脱水ケーキに分離する脱水工程と、
   前記沈降濃縮工程で得た清澄水と前記脱水工程で分離されたろ液と補給水とが循環水槽に供給され、前記循環水槽の水が前記解砕工程に供給された後、前記分級工程、前記中和処理工程、前記沈降濃縮工程を経てまたは前記分級工程、前記中和処理工程、前記沈降濃縮工程、前記脱水工程を経て、前記循環水槽に循環される循環水工程とを含み、
   前記解砕工程は、ボールミルを含み、前記ボールミルに前記循環水槽の水、前記建設土砂および前記建設汚泥が供給されることを特徴とする建設汚泥処理方法。