説明

破砕研磨装置及びこの装置を用いた汚染土壌などの処理方法

【課題】 粒径10mm以下の土砂などの微粒子の表面研磨を可能とし、再利用の途を開いた破砕研磨装置及びこの装置を用いた汚染土壌などの処理方法を提供する。
【解決手段】 回転ドラム1内のロータ2の外周に、複数列にわたって取付けられたロータライナー6の刃部6Bを一列置きないし複数列置きに他の刃部6Aよりも高く形成し、これら高い刃部6Bに対応するドラム1の内周に取付けられたシェルライナー5の刃部5Aを他の刃部5Bよりも低く形成し、粒径10mm以下の原料をすりつぶし及びもみすりする個所のロータライナーとシェルライナーとの間隙Z〜Zを入口側から排出側に向けてジグザグ状に形成した。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、10mm以下の粒状物を破砕し、研磨して付着した有害物質を分離させ、あるいはスラリー化して再利用できるようにした破砕研磨装置及びこの装置を用いた汚染土壌などの処理方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の油分、重金属などの汚染物質が付着した土砂などを選別機により粒径20〜50mm程度の範囲内のものとし、この分級された土砂などを洗浄機内へ投入し、この洗浄機内に加水しながら投入された土砂などを破砕し、研磨するものが知られている。この洗浄機は、回転可能に設けられたドラムと、このドラム内に偏心して設けられ、ドラムと逆方向に回転するロータとを備え、ドラムとロータとを土砂に圧力を加えながら相互に逆回転させることによりすりつぶし及びもみすりを行うものである。このような作用により、土砂に付着した汚染物質を除去し、土砂を細かく整粒するものである(特許文献1参照)。
【0003】
また、このような洗浄機を使用して汚染物質を除去するシステムとしては、洗浄機で処理された土砂及び汚染物質を含む水を、水を張った分離槽並びに加振スクリーン及び空気供給手段を備えた分離装置に導入し、この装置で土砂に振動を付与するとともに気泡を吹き付けて沈降させることにより土砂と汚染物質とを分離する方法が知られている(特許文献1参照)。
【特許文献1】特開2002−254063号公報(第3,4頁、図1,4)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来の洗浄機では、粒径20〜50mm位の土砂などを処理するものであり、ドラム内周面に設けたシェルライナー(掻き上げ羽根)とロータ外周面に設けたロータライナー(磨砕羽根)との間隙を狭くしても、両ライナーは水平方向に平行に配列してあるため、土砂などに圧力をかけても土砂などは両サイドに逃げて十分な圧力を受けず、したがって粒径10mm以下の微粒子のものをすりつぶし及びもみすりして表面を研磨することは不可能であった。
【0005】
また、このような洗浄機を用いた処理方法でも、所定の粒径以下のものは、処理できず、これらは汚染物質が溶出しないように別個の処理(不溶化プラント)を必要としていたので、再利用することはできなかった。
【0006】
そこで、本発明は、粒径10mm以下の土砂などの微粒子の表面研磨を可能とし、再利用の途を開いた破砕研磨装置及びこの装置を用いた汚染土壌などの処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上述の目的を達成するため、本発明は、回転可能に設けられたドラムと、このドラム内に偏心して設けられ、ドラムと逆方向に回転するロータと、前記ドラム内周面の原料入口側から排出口側にわたって取付けられたシェルライナーと、前記ロータの外周面の軸線方向に沿って複数列にわたって取付けられたロータライナーとを備え、ドラム入口から原料を投入するとともにドラム内に加水しつつ、ロータをドラムよりも速く回転させてシェルライナーとロータライナーの間隙内で原料をすりつぶし及びもみすりする破砕研磨装置において、前記複数列にわたって取付けられたロータライナーの刃部を一列置きないし複数列置きに他の刃部よりも高く形成し、これら高い刃部に対応する前記シェルライナーの刃部を他の刃部よりも低く形成し、粒径10mm以下の原料をすりつぶし及びもみすりする個所のロータライナーとシェルライナーとの間隙を入口側から排出側に向けてジグザグ状に形成したものである。
【0008】
また、本発明の処理方法は、上述した破砕研磨装置により粒径10mm以下の原料を破砕研磨する工程と、次いで処理された原料を分級して粒径75μm〜5mmのものを洗浄して浄化製品を得る工程と、さらに粒径75μm未満の原料を分級して30μm〜75μm未満のものを脱水して浄化製品を得る工程とを備えたものである。
【発明の効果】
【0009】
本装置及び処理方法によれば、今まで処理することができなかった粒径10mm以下の汚染土壌などを浄化することができ、粒径30μm〜10mmまでの大きさのものを骨材、路床や路盤の材料、セメント材料、埋め戻し材などに再利用することができる。特に、本装置では、両ライナー間の間隙がジグザグ状であるため、原料にかかった圧力が両側に逃げず、十分に加圧しながら原料をすりつぶし、もみすりすることができ、表面の付着物を除去することができる。また、最近、石膏ボードを埋めた安定型処分場で、硫化水素ガスが発生し、その原因が石膏ボードにあると推測され、石膏ボードの埋設が禁止されるようになってきた。このような石膏ボードや近時問題とされているアスベストを含む建物廃材なども、事前処理で粒径10mm以下とし、これを本発明によりスラリー化すれば、セメント材料として再利用することで、有害性が除去される。さらに、従来は再資源化が困難ないし不可能とされていた微粒子は、水処理設備で有料で化学的な処理がなされていたため、コスト面での負担が大きかったが、本発明によれば、水処理設備での処理量を大幅に減らすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
以下に、本発明の好適な実施形態について図面を参照にして説明する。
【0011】
図1は、破砕研磨装置の側面断面図を示し、回転可能に設けられたドラム1と、このドラム1内に偏心して設けられ、ドラム1と逆方向に回転するロータ2と、ドラム1内周面の原料入口3側から排出口4側にわたって取付けられたシェルライナー5と、ロータ2の外周面の軸線方向に沿って複数列にわたって取付けられたロータライナー6とを備え、ドラム1入口から原料を投入するとともにドラム1内に加水しつつ、ロータ2をドラム1よりも速く回転させてシェルライナー5とロータライナー6の間隙内で原料をすりつぶし及びもみすりするようになっているものである。前記シェルライナー5は、刃部が高いものと低いものとを組合せ、低い刃部5Aと高い刃部5Bに対応するようにロータライナー6にも低い刃部6Aと高い刃部6Bとが設けられている。ロータライナー6の高い刃部6Bは、一列置きないし複数列置きにロータライナー6に取付けてあり、この高い刃部6Bにシェルライナー5の低い刃部5Aが対向配置され、シェルライナー5の高い刃部5Bにロータライナー6の低い刃部6Aが対向配置されている。
【0012】
図2は、正面の断面略図を示し、ロータ2のドラム1内での偏心取付位置を示し、ロータ2の図面上右下の4分の1の円弧面に取付けられたロータライナー6とこれらロータライナー6と向き合うシェルライナー5との間で原料を破砕し、研磨する。ロータ2の回転方向は、図面上時計方向であり、ドラム1の回転方向は、図面上反時計方向であって、ロータ2の回転速度がドラム1の回転速度よりも速い。前記ロータ2の右下4分の1の領域が、原料をすりつぶし、もみすりする処理領域となり、この処理領域におけるシェルライナー5とロータライナー6との刃先間の最も狭い間隙α(図3参照)を2〜10mmとした。原料は粒径10mm以下の堆積土砂や工場跡地の土壌、建築物の廃材などであり、従前は再処理できずに水処理設備で処理されていたものである。
【0013】
前記ロータライナー6の排出側最終列をロータ2の軸線に対して排出側に下がるように傾斜させ、原料を排出する方向とは反対方向へ戻すように作用させている。図1における左端の列に取付けられたロータライナー6の左端が右端よりも下方になるように傾斜させ、このロータライナー6とこれに向き合うシェルライナー5との間隙で原料を十分に研磨などできるように、原料をすぐに排出側へ送り出さずに滞溜させつつ処理できるようにしたものである。
【0014】
図1ないし図3に示す装置では、処理領域としての間隙は、入口側から排出口4までに4つの間隙Z〜Zがジグザグ状に形成され、このジグザグ状の通路(図1で示す矢印)を原料が通過するようになっている。また、ドラム1内へは加水され、原料の表面の付着物除去を促進させるとともに、すりつぶし及びもみすりの作用も促進させる。この装置で処理された原料は、分級機で分級して細粒浮遊物を分離させれば、再生利用できるものとなる。
【0015】
図4は、従前の方法で処理され、それ以上の再生処理が困難とされた汚染土壌などの粒径10mm以下の原料を運搬してきて、ホッパー7に投入し、コンベア8で破砕研磨装置10に搬送する途中で磁気選別機9により金属類を回収する。金属類が回収された原料は、洗浄水とともに装置10のドラム1内へ投入され、上述したようなすりつぶし及びもみすり処理が行われる。このとき、原料はジグザグの間隙Z〜Zを通ってくるために、それぞれの間隙で十分な圧力を受けることができる。この装置10で処理された原料は、第1処理槽11に水とともに貯溜される。この第1処理槽11に沈殿した原料をポンプ12で大型分級機13(10ないし20インチサイズ)に投入して粒径75μm〜10mmと粒径75μm未満のものとに分級する。この分級機13としては、負圧式サイクロンを使用した。粒径75μm未満の原料は、前記第1処理槽11に戻し、粒径75μm〜10mmの原料は、砂回収装置14により洗浄され、浄化製品に再生される。砂回収装置14としては、例えば振動させながら上昇するコンベアで原料を搬送しつつ加水するものの使用が好適である。このとき、細粒浮遊物はコンベアで上昇することができず途中で落下する。これらは、第1処理槽11に戻す。コンベアの終端まで上昇して落下したものが、粒径75μm〜10mmの砂として回収され、路床、路盤材等として再利用される。
【0016】
第1処理槽11で回収されなかった粒径75μm未満の原料は、中間処理槽15に貯溜され、沈殿物はポンプ16により小型分級機(3〜6インチサイズ)(負圧式サイクロンを使用)17へ投入する。この例では、効率を高めるため小型分級機17を4台使用した。これら小型分級機17により粒径30〜74μmのものと、粒径30μm未満のものとに分級し、粒径30μm未満のものは、中間処理槽15に戻し、粒径30〜74μmのものは、微粒子処理槽18に投入する。この微粒子処理槽18にも粒子30μm未満のものも混入するが、これらは微粒子処理槽18から中間処理槽15に戻される。そして、微粒子処理槽18に沈殿した原料は、ポンプ19により脱水機20へ送られる。この脱水機20により原料が脱水されて粒径30μm〜75μm未満の浄化製品が得られる。これらは、埋め戻し材などとして再利用できる。
【0017】
前記脱水機20の絞り水は汚水槽21に投入され、前記中間処理槽15の原料中粒径30μm未満のものもこの汚水槽21に投入される。この汚水槽21に貯溜されたものは、水処理設備へ送られて最終処理がなされる。
【0018】
処理すべき原料の種類にもよるが、化学工場跡地などの汚染土壌の処理では、粒径75μm〜10mmの浄化製品は、30〜70%得ることができ、30μm〜75μm未満の浄化製品は、20〜50%得ることができ、30μm未満のものは10〜20%であった。再利用不可能なものは、30μm未満となり、従前不可能とされていたものの8割前後も再利用できることとなった。
【0019】
前記分級機13,17として用いる負圧式サイクロンは、粒度分布の固体を含むスラリーを圧入することによりサイクロン内部に回転流動を起させ、それによって生じる粒子に働く遠心力で、分級、分離及び濃縮を行うものである。流入口より流入した液体はサイクロン内部で渦巻きとなり、遠心力を受けた固体粒子は、外側の一次回転により、下部流出口より濃縮スラリーとして排出され、より微小で沈降速度の遅い粒子は、内側の二次回転により、上部流出口より排出される。
【0020】
上述した実施形態では、処理できる原料の最大粒径を10mm以下としたが、上限を10mm〜5mmの範囲内とし、再利用可能な粒径を30μmまでとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】破砕研磨装置の側面断面図。
【図2】図1の装置の正面簡略断面図。
【図3】原料処理領域の拡大断面図。
【図4】破砕研磨装置による処理工程を示す図。
【図5】図4に示す処理工程で処理された原料のその後の処理工程を示す図。
【符号の説明】
【0022】
1 ドラム
2 ロータ
3 原料入口
4 排出口
5 シェルライナー
5A 低い刃部
5B 高い刃部
6 ロータライナー
6A 低い刃部
6B 高い刃部
〜Z 間隙

【特許請求の範囲】
【請求項1】
回転可能に設けられたドラムと、このドラム内に偏心して設けられ、ドラムと逆方向に回転するロータと、前記ドラム内周面の原料入口側から排出口側にわたって取付けられたシェルライナーと、前記ロータの外周面の軸線方向に沿って複数列にわたって取付けられたロータライナーとを備え、ドラム入口から原料を投入するとともにドラム内に加水しつつ、ロータをドラムよりも速く回転させてシェルライナーとロータライナーの間隙内で原料をすりつぶし及びもみすりする破砕研磨装置において、
前記複数列にわたって取付けられたロータライナーの刃部を一列置きないし複数列置きに他の刃部よりも高く形成し、
これら高い刃部に対応する前記シェルライナーの刃部を他の刃部よりも低く形成し、
粒径10mm以下の原料をすりつぶし及びもみすりする個所のロータライナーとシェルライナーとの間隙を入口側から排出側に向けてジグザグ状に形成したことを特徴とする破砕研磨装置。
【請求項2】
前記両ライナーの刃先間の最も狭い間隙を2〜10mmとしたことを特徴とする請求項1に記載の破砕研磨装置。
【請求項3】
前記ロータライナーの排出側最終列をロータ軸線に対して排出側に下がるように傾斜させ、原料を排出する方向とは反対方向へ戻すように作用させたことを特徴とする請求項1又は2に記載の破砕研磨装置。
【請求項4】
請求項1ないし3のいずれか1項に記載の破砕研磨装置により粒径10mm以下の原料を破砕研磨する工程と、
次いで処理された原料を分級して粒径75μm〜10mmのものを洗浄して浄化製品を得る工程と、
さらに粒径75μm未満の原料を分級して30μm〜75μm未満のものを脱水して浄化製品を得る工程とを備えたことを特徴とする汚染土壌などの処理方法。
【請求項5】
前記30μm〜75μm未満の浄化製品を得る工程において、前工程で回収されなかった75μm未満の原料を水とともに中間処理槽に貯溜し、この中間処理槽に沈殿した原料をポンプで複数台の小型分級機に送り30μm〜75μm未満に分級したものを微粒子処理槽に貯溜し、この微粒子処理槽に沈殿した原料をポンプで脱水機へ送り込んで脱水することを特徴とする請求項4に記載の汚染土壌などの処理方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2007−50347(P2007−50347A)
【公開日】平成19年3月1日(2007.3.1)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−237417(P2005−237417)
【出願日】平成17年8月18日(2005.8.18)
【出願人】(390004802)新六精機株式会社 (11)
【Fターム(参考)】