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材料回収システム及び材料回収方法 - 特開2008−80329 | j-tokkyo
トップ :: B 処理操作 運輸 :: B03 液体による,または,風力テ−ブルまたはジグによる固体物質の分離;固体物質または流体から固体物質の磁気または静電気による分離,高圧電界による分離

【発明の名称】 材料回収システム及び材料回収方法
【発明者】 【氏名】山▲崎▼ 公信

【要約】 【課題】砂及び土を含む廃棄物から、再利用することが可能な材料を、できる限り純粋な状態で分離・回収することを可能にする手段を提供する。

【解決手段】材料ホッパー1内の廃棄物は、水を用いる湿式トロンメル2に送られ、これによって砂、泥及び繊維状材料を含む水系混濁物と、寸法が大きい固体片とに篩い分けられる。固体片は、磁選機8及び分別器9により、材料毎に分別され、分別された各材料、例えば鉄材、木材、石ないしはガレキ、プラスチック、ガラス等は再利用される。水系汚濁物は、湿式分級器3により、砂と泥水とに分級され、砂は、例えば建設材料などとして再利用される。また、泥水から、スクリーン4とシックナー5と脱水乾燥器6とによって、繊維状材料と乾燥土塊が生成される。乾燥土塊は、例えば骨材として再利用される。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
土及び砂を含む廃棄物から、再利用可能な材料を分離して回収する材料回収システムであって、
上記廃棄物を、水を用いて、網目を通過する砂及び泥を含む水系混濁物と、網目を通過しない固体片とに篩い分ける湿式の篩分装置と、
上記水系混濁物を、砂と泥水とに分級する湿式の分級装置と、
上記泥水を、沈降により、泥スラリーと上澄水とに分離する沈降分離装置と、
上記泥スラリーを濾過して、泥ケーキと濾過水とを生成する濾過装置と、
上記泥ケーキを乾燥させて乾燥土塊を生成する乾燥装置とを備えていることを特徴とする材料回収システム。
【請求項2】
上記濾過装置と上記乾燥装置とが一体化されていることを特徴とする、請求項1に記載の材料回収システム。
【請求項3】
上記上澄水及び/又は上記濾過水を上記篩分装置に還流させる還流装置を備えていることを特徴とする、請求項1又は2に記載の材料回収システム。
【請求項4】
上記篩分装置に還流させる上澄水及び/又は濾過水にオゾンを供給するオゾン供給装置を備えていることを特徴とする、請求項3に記載の材料回収システム。
【請求項5】
上記泥水から細かい繊維状材料を分離するスクリーンを備えていることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1つに記載の材料回収システム。
【請求項6】
上記固体片から、磁石に吸着される金属材料を分離する磁選機を備えていることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1つに記載の材料回収システム。
【請求項7】
上記固体片を、水の浮力により、比重の小さい材料と比重の大きい材料とに分別する分別器を備えていることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1つに記載の材料回収システム。
【請求項8】
上記廃棄物が、土地の定着物の工事又は解体により発生する廃棄物、産業廃棄物の中間処理場で発生する廃棄物、又は、不法投棄された廃棄物の撤去現場で発生する廃棄物であることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか1つに記載の材料回収システム。
【請求項9】
土及び砂を含む廃棄物から、再利用可能な材料を分離して回収する材料回収方法であって、
上記廃棄物を、水を用いて、網目を通過する砂及び泥を含む水系混濁物と、網目を通過しない固体片とに篩い分ける篩分工程と、
上記水系混濁物を、砂と泥水とに分級する分級工程と、
上記泥水を、沈降により、泥スラリーと上澄水とに分離する沈降分離工程と、
上記泥スラリーを濾過して、泥ケーキと濾過水とを生成する濾過工程と、
上記泥ケーキを乾燥させて乾燥土塊を生成する乾燥工程とを含むことを特徴とする材料回収方法。
【請求項10】
上記上澄水及び/又は上記濾過水を上記篩分工程で再使用することを特徴とする、請求項9に記載の材料回収方法。
【請求項11】
再使用する上記上澄水及び/又は上記濾過水にオゾンを供給することを特徴とする、請求項10に記載の材料回収方法。
【請求項12】
上記泥水から細かい繊維状材料をスクリーニングにより分離する工程を含むことを特徴とする、請求項9〜11のいずれか1つに記載の材料回収方法。
【請求項13】
上記固体片から、磁石に吸着される金属材料を、磁石を用いて分離する工程を含むことを特徴とする、請求項9〜12のいずれか1つに記載の材料回収方法。
【請求項14】
上記固体片を、水の浮力により、比重の小さい材料と比重の大きい材料とに分別する分別工程を含むことを特徴とする、請求項9〜13のいずれか1つに記載の材料回収方法。
【請求項15】
上記廃棄物が、土地の定着物の工事又は解体により発生する廃棄物、産業廃棄物の中間処理場で発生する廃棄物、又は、不法投棄された廃棄物の撤去現場で発生する廃棄物であることを特徴とする、請求項9〜14のいずれか1つに記載の材料回収方法。
【請求項16】
上記乾燥土塊の強度を高めるための添加剤、及び/又は、上記乾燥土塊の含有成分の溶出を抑制するための添加剤を、上記泥スラリーに混合する混合器を備えていること特徴とする、請求項1〜8のいずれか1つに記載の材料回収システム。
【請求項17】
上記分別器によって分別された上記比重の大きい材料を破砕して、砂を含む粒状物を生成する破砕装置と、上記粒状物から砂を分離する砂分離装置とを備えていること特徴とする、請求項7に記載の材料回収システム。
【請求項18】
上記砂分離装置が、サンドスクリーンと砂精製用磁選機とで構成されていることを特徴とする、請求項17に記載の材料回収システム。
【請求項19】
上記湿式の分級装置によって分級された砂を上記サンドスクリーンに供給するとともに、上記サンドスクリーンから排出される水を上記沈降分離装置に供給するようになっていることを特徴とする、請求項18に記載の材料回収システム。
【請求項20】
上記乾燥土塊の強度を高めるための添加剤、及び/又は、上記乾燥土塊の含有成分の溶出を抑制するための添加剤を、上記泥スラリーに混合する混合工程を含むことを特徴とする、請求項9〜15のいずれか1つに記載の材料回収方法。
【請求項21】
上記分別工程で分別された上記比重の大きい材料を破砕して、砂を含む粒状物を生成する破砕工程と、上記粒状物から砂を分離する砂分離工程とを含むこと特徴とする、請求項14に記載の材料回収方法。
【請求項22】
上記分級工程で分級された砂を上記砂分離工程に供給するとともに、上記砂分離工程で排出される水を上記沈降分離工程で用いることを特徴とする、請求項21に記載の材料回収方法。
【請求項23】
上記磁選機によって金属材料が分離された固体片を破砕して砂を含む粒状物を生成する破砕装置と、上記粒状物から砂を分離する砂分離装置とを備えていること特徴とする、請求項6に記載の材料回収システム。
【請求項24】
上記砂分離装置が、サンドスクリーンと砂精製用磁選機とで構成されていることを特徴とする、請求項23に記載の材料回収システム。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、土及び砂を含む廃棄物から、該廃棄物に含まれている再利用可能な各種材料を分離して回収するための材料回収システム及び材料回収方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
一般に、建築物の解体や道路の補修などの土木・建築工事を行ったときには、土砂を含む大量の廃棄物が発生するが、かかる廃棄物には、砂、木材、鉄材、プラスチック片などといった、資源として再利用することが可能な材料が多く含まれている。そこで、この種の廃棄物から再利用することが可能な材料を分離するための材料回収システムないしは材料回収方法が種々提案されている(例えば、特許文献1参照)。なお、この種の廃棄物は、例えば産業廃棄物の中間処理場や、不法投棄された廃棄物の撤去現場でも発生する。
【特許文献1】特開2004−141756号公報(段落[0014]、図1)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかしながら、従来のこの種の材料回収システムないしは材料回収方法では、廃棄物に含まれている各種材料を、再利用が可能な程度まで純粋な状態に分離することが困難であることが多いので、大半の材料は再利用することができないといった問題がある。具体的には、例えば、廃棄物から砂を分離して回収した場合、この砂には微細な土やゴミなどが混入しているため、再利用することができず、一旦は回収しても、結局は埋め立て等により廃棄処分せざるをえないといった問題がある。なお、このような砂を、風力を利用して土やゴミを除去することにより精製するといった対応が考えられるが、このような方法では土やゴミを十分に除去することは困難である。また、砂が濡れている場合、例えば運搬中又は堆積中に砂が降雨により濡れたような場合は、風力を利用して土やゴミを除去することは不可能である。
また、回収された石、ガレキ等は、例えば砂に比べて、再生資源としての価値、例えば利用価値ないしは商品価値が低いといった問題がある。
【0004】
本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたものであって、土及び砂を含む廃棄物から、再利用することが可能な材料、好ましくは利用価値ないしは商品価値の高い材料を、できる限り純粋な状態で分離・回収することを可能にする手段を提供することを解決すべき課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記課題を解決するためになされた本発明に係る材料回収システム(材料回収施設)は、土及び砂を含む廃棄物から、再利用可能な材料を分離して回収する。この材料回収システムは、湿式の篩分装置と、湿式の分級装置と、沈降分離装置と、濾過装置(脱水装置)と、乾燥装置とを備えている。篩分装置は、廃棄物を、水を用いて、網目を通過する砂及び泥を含む水系混濁物と、網目を通過しない固体片(例えば、鉄材、石、木材、ガラス片、プラスチック片)とに篩い分ける。分級装置は、水系混濁物を、砂と泥水とに分級する。沈降分離装置は、泥水を、沈降により、泥スラリーと上澄水(清澄水)とに分離する。濾過装置は、泥スラリーを濾過(脱水)して、泥ケーキと濾過水とを生成する、乾燥装置は、泥ケーキ(濾過ケーキ)を乾燥させて乾燥土塊(乾燥粒子)を生成する。
【0006】
本発明に係る材料回収システムにおいては、濾過装置と乾燥装置とが一体化されていてもよい。すなわち、濾過装置及び乾燥装置に代えて、泥スラリーから乾燥土塊を生成する濾過乾燥装置ないしは脱水乾燥装置を設けてもよい。
【0007】
本発明に係る材料回収システムは、上澄水及び/又は濾過水を篩分装置に還流させる還流装置を備えているのが好ましい。この場合、篩分装置に還流させる上澄水及び/又は濾過水にオゾンを供給するオゾン供給装置を備えているのが一層好ましい。また、泥水から細かい繊維状材料(例えば、ロックウール、繊維くず等)を分離するスクリーン(シーブ)を備えていてもよい。
【0008】
本発明に係る材料回収システムは、固体片から、磁石に吸着される金属材料(例えば、鉄材、ニッケル材等)を分離する磁選機を備えているのが好ましい。また、固体片を、水の浮力により、比重の小さい材料(例えば、木材、プラスチック等)と比重の大きい材料(石、ガレキ、ガラス等)とに分別する分別器(分級器)を備えているのも好ましい。
【0009】
本発明に係る材料回収システムは、乾燥土塊の強度を高めるための添加剤、及び/又は、乾燥土塊の含有成分の溶出を抑制するための添加剤を、泥スラリーに混合する混合器を備えているのも好ましい。
【0010】
本発明に係る材料回収システムは、分別器によって分別された比重の大きい材料を破砕して砂を含む粒状物を生成する破砕装置と、該粒状物から砂を分離する砂分離装置とを備えているのも好ましい。この場合、砂分離装置は、サンドスクリーンと砂精製用磁選機とで構成されていてもよい。また、湿式の分級装置によって分級された砂をサンドスクリーンに供給するとともに、サンドスクリーンから排出される水を沈降分離装置に供給するようになっていてもよい。
【0011】
本発明に係る材料回収システムは、磁選機によって金属材料が分離された固体片を破砕して砂を含む粒状物を生成する破砕装置と、該粒状物から砂を分離する砂分離装置とを備えているのも好ましい。この場合、砂分離装置は、サンドスクリーンと砂精製用磁選機とで構成されていてもよい。
【0012】
本発明に係る土及び砂を含む廃棄物から再利用可能な材料を分離して回収する材料回収方法は、篩分工程と、分級工程と、沈降分離工程と、濾過工程(脱水工程)と、乾燥工程とを含んでいる。篩分工程では、廃棄物を、水を用いて、網目を通過する砂及び泥を含む水系混濁物と、網目を通過しない固体片とに篩い分ける。分級工程では、水系混濁物を、砂と泥水とに分級する。沈降分離工程では、泥水を、沈降により、泥スラリーと上澄水とに分離する。濾過工程(脱水工程)では、泥スラリーを濾過(脱水)して、泥ケーキと濾過水とを生成する。乾燥工程では、泥ケーキを乾燥させて乾燥土塊を生成する。
【0013】
本発明に係る材料回収方法においては、上澄水及び/又は濾過水を篩分工程で再使用するのが好ましい。この場合、再使用する上澄水及び/又は濾過水にオゾンを供給するのが一層好ましい。また、泥水から細かい繊維状材料をスクリーニングにより分離する工程を含んでいてもよい。なお、固体片から、磁石に吸着される金属を、磁石を用いて分離する工程、あるいは、固体片を、水の浮力により、比重の小さい材料と比重の大きい材料とに分別する工程を含んでいてもよい。
【0014】
本発明に係る材料回収方法は、乾燥土塊の強度を高めるための添加剤、及び/又は、乾燥土塊の含有成分の溶出を抑制するための添加剤を、泥スラリーに混合する混合工程を含んでいるのも好ましい。
【0015】
本発明に係る材料回収方法は、分別工程で分別された比重の大きい材料を破砕して砂を含む粒状物を生成する破砕工程と、該粒状物から砂を分離する砂分離工程とを含んでいるのも好ましい。この場合、分級工程で分級された砂を砂分離工程に供給するとともに、砂分離工程で排出される水を沈降分離工程で用いるようにしてもよい。
【0016】
なお、本発明に係る材料回収システムないしは材料回収方法の対象となる砂及び土を含む廃棄物としては、例えば、土地の定着物(例えば、建築物、家屋、ビル、塀、石碑、道路、護岸等)の工事又は解体により発生する廃棄物、産業廃棄物の中間処理場で発生する廃棄物、不法投棄された廃棄物の撤去現場で発生する廃棄物などが挙げられる。
【発明の効果】
【0017】
本発明に係る材料回収システム又は材料回収方法によれば、篩分装置ないしは篩分工程で、寸法が大きい固体片、例えば鉄材、石、木材、ガラス、プラスチック等が廃棄物から分離される。このように寸法が大きい固体片は、磁選器や分別器などを用いて、材料毎に容易に分別することができるので、これらの各材料を回収し、それぞれを資源として再利用することができる。つまり、廃棄物に含まれるすべての成分ないしは材料(砂、土、鉄材、石、木材、ガラス、プラスチック等)を資源として利用することができ、廃棄するものは何もない。
【0018】
分級装置ないしは分級工程では、水系混濁物から砂が分離される。ここで、廃棄物に含まれていた微細な土ないしは泥は泥水中に含まれ、砂にはほとんど付着しないので、再利用可能な程度に精製された砂が得られる。さらに、濾過装置ないしは濾過工程では、泥スラリーから泥ケーキが生成される。この泥ケーキは、例えば、植物栽培用の土やグランド整備用の土として利用することができる。また、乾燥装置ないしは乾燥工程では、乾燥土塊が生成される。この乾燥土塊は、土木・建築用の骨材として有効に利用することができる。なお、濾過装置と乾燥装置とを一体化した場合は、泥ケーキは得られないが、システムないしは工程が簡素化される。
【0019】
また、上澄水及び/又は濾過水を篩分装置に還流させ、あるいは篩分工程で再使用する場合は、該材料回収システム又は材料回収方法で使用する水を循環使用することができ、水の消費量を低減することができ、また廃水の排出量を低減することができる。なお、上澄水及び/又は濾過水にオゾンを供給する場合は、循環する水が浄化され、微生物が繁殖するのを防止することがきる。また、細かい繊維状材料を分離する場合は、この繊維状材料を再使用することができる。
【0020】
このように、本発明に係る材料回収システム又は材料回収方法によれば、例えば、土地の定着物の工事又は解体により発生する廃棄物、産業廃棄物の中間処理場で発生する廃棄物、不法投棄された廃棄物の撤去現場で発生する廃棄物などといった、土及び砂を含む廃棄物から、再利用することが可能な材料を、できる限り純粋な状態で分離・回収することができる。
【0021】
本発明に係る材料回収システム又は材料回収方法において、泥スラリーに添加剤を添加して、乾燥土塊の強度を高め、及び/又は、乾燥土塊の含有成分の溶出を抑制するようにした場合、該乾燥土塊ないしは該乾燥土塊から生成される再生骨材の品質ないしは価値(利用価値、商品価値)を高めることができる。例えば、再生骨材の強度を十分に確保することができ、再生骨材の利用価値ないしは商品価値を高めることができる。また、乾燥土塊を土壌に埋設する(戻す)場合、乾燥土塊の含有成分が土壌中に溶出するのを抑制することができ(例えば、第2溶出量基準以下にすることができる。)、土壌の汚染を抑制することができる。また、分別された比重の大きい材料を破砕して砂を含む粒状物を生成し、この粒状物から砂を分離する場合は、需要が多く商品価値の高い砂の収量を増やすことができる。なお、磁選機によって金属材料が分離された固体片を破砕して砂を含む粒状物を生成し、この粒状物から砂を分離する場合も、需要が多く商品価値の高い砂の収量を増やすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0022】
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明を実施するための最良の形態(実施の形態)を具体的に説明する。
(実施の形態1)
まず、本発明の実施の形態1を説明する。
図1は、実施の形態1に係る、土及び砂を含む廃棄物(以下「回収廃棄物」という。)から、再利用することが可能な材料を、再利用可能な状態(ほとんど異物ないしは混ざり物が存在しない状態)で有効に分離・回収するための材料回収施設(材料回収システム)の構成を示すブロック図である。図1に示すように、この材料回収施設Fは、材料ホッパー1と、湿式のトロンメル2と、湿式の分級器3と、スクリーン4と、シックナー5と、脱水乾燥器6と、オゾン供給器7と、磁選機8と、分別器9とを備えている。
【0023】
回収廃棄物としては、例えば、建物や塀などの建築物の工事又は解体によって発生する廃棄物、道路やトンネルなどの土木構築物の工事によって発生する廃棄物、産業廃棄物の中間処理場で発生する廃棄物、不法投棄された廃棄物の撤去現場で発生する廃棄物などが挙げられる。なお、回収廃棄物は、土砂を含む産業廃棄物であってもよい。このような回収廃棄物は、通常、砂及び土ないしは泥を含むとともに、比較的寸法が大きい鉄材等の金属材料、木材ないしは木くず、石ないしはガレキ(瓦礫)、プラスチック片、ガラス片などを含んでいる。また、ロックウールや繊維くずなどといった細かい繊維状材料を含むこともある。これらの材料は、分別すれば、それぞれ、各種用途に再使用することができる資源である。
【0024】
材料ホッパー1は、詳しくは図示していないが、その上側部分は筒状の容器であり、その下側部分では底面が傾斜してその最下部に回収廃棄物の排出口が設けられた、一般に用いられている普通のホッパーである。そして、材料ホッパー1は、例えばトラックなどを用いて、建設工事現場や土木工事現場などから輸送されてきた回収廃棄物を一時的に収容するとともに、この回収廃棄物を所定の供給速度でトロンメル2に供給するようになっている。なお、材料ホッパー1に投入する回収廃棄物を、適度に(例えば、最大径が40mm以下となるように)破砕する破砕機ないしはシュレッダーを設けてもよい。
【0025】
湿式のトロンメル2は、詳しくは図示していないが、液状物を貯留することができる受槽と、水平面に対して傾斜して配置された略円筒形のドラムスクリーンとを有する篩分装置であって、ドラムスクリーンは、モーターによりその中心軸(円筒の中心軸)まわりに回転することができるようになっている。また、ドラムスクリーン内に、水をスプレー状で供給することができるようになっている。なお、水をスプレー状でドラムスクリーン内に供給するのではなく、ドラムスクリーンの一部(下部)を、受槽に貯留された水ないしは混濁物に浸漬するようにしてもよい。
【0026】
そして、ドラムスクリーン内に水を供給しつつドラムスクリーンを回転させ、材料ホッパー1から、ドラムスクリーンの上側の開口端部(位置が高い方)を経由してドラムスクリーン内に回収廃棄物を投入すると、回収廃棄物は、基本的には重力により下側の開口端部(位置が低い方)に向かって移動する。その際、ドラムスクリーンの網目より細かい砂(例えば、最大粒径が5mm以下、あるいは2mm以下)、土、及び、ロックウールや繊維くずなどの細かい繊維状材料(ない場合もある)は、水と共にドラムスクリーンの網目を通り抜け、ドラムスクリーン外に出て受槽内に入る。受槽内では、砂と土と繊維状材料と水は、互いに混ざり合って水系混濁物を形成している。他方、砂、土及び繊維状材料が除去された回収廃棄物、すなわちドラムスクリーンの網目を通り抜けることができない、比較的寸法が大きい固形片(例えば、最大寸法が5〜40mm)は、下側の開口端部を経由して、ドラムスクリーン外に排出され、磁選機8に送られる。
【0027】
磁選機8では、固体片から、磁石に吸着される鉄材等が分離される。この鉄材は、製鉄原料等として再使用することができる。なお、この磁選機8は、固体片の上方に配置された強力な磁石により鉄材等を上方に移動させ、吸い付けて除去する。鉄材等が除去された固体片は、分別器9に送られる。この分別器9は、固体片を、水の浮力の差により、比重の小さい材料と比重の大きい材料とに分別する。例えば、固体片が、石、ガレキ、ガラス片、木材及びプラスチック片を含む場合は、木材とプラスチック片とを含む軽い固体片と、石とガレキとガラス片とを含む重い固体片とに分離する。
【0028】
この後、木材とプラスチック片は、一般に用いられている分別手法により、手作業で、又は自動的に分別される。例えば、木材は、一般に細長いので、スクリーニングにより、あるいはフォークですくい上げることにより分離することができる。また、石とガレキとガラス片も、一般に用いられている分別手法により、手作業で、又は自動的に分別される。このようにして、固形片の大半を資源として再利用することができる。
【0029】
湿式の分級器3は、詳しくは図示していないが、一種の沈降分級器であって、トロンメル2の受槽から、砂、土(泥)及び繊維状材料(ない場合もある)を含む水系混濁物を受け入れ、水中における砂の粒子の沈降速度と、土の粒子及び繊維状材料の沈降速度との差を利用し、水が緩やかに流れている状態、ないしは緩やかな乱流状態で、砂のみを分級器3の底部に沈降させる。そして、分級器3の底部に沈降した砂は、底部に設けられた排出口を経由して、重力により、又はスクリューフィーダーなどの排出装置を用いて、分級器3から取り出される。
【0030】
この後、分級器3から取り出された、水が付着している砂(湿った砂)は乾燥させられ再生砂(製品砂)として利用される。この再生砂は、生コンクリート用の砂、コンクリート二次製品用の砂、合材プラント用の砂、管まき用の砂、砂場用の砂などとして幅広く用いることができる。なお、分級器3として、沈降分級器ではなく、液体サイクロン、遠心沈降器等の遠心分級器を用いてもよい。また、レーキ分級器、ドラグ分級器等の機械式分級器を用いてもよい。
【0031】
他方、土ないしは泥を含む(砂を含まない)泥水は、溢流(オーバーフロー)して分級器3から排出され、スクリーン4に送られる。このスクリーン4では、ロックウールや繊維くずなどの繊維状材料は、網目を通過することができず、分離される。この繊維状材料は、ロックウールマットや工業用繊維の材料として再使用される。なお、泥及び水はスクリーン4の網目を通過してシックナー5に送られる。
【0032】
シックナー5は、詳しくは図示していないが、分級器3からスクリーン4を介して泥水を受け入れ、水がほぼ静止している状態で土ないしは泥を重力により沈降させ、下側に位置し泥濃度が高められた泥スラリー(スラッジ)層と、上側に位置しほとんど泥を含まない上澄水(清澄水)層とに分離する。シックナー5の底部に滞留している泥スラリーは、適宜に又は連続的に、重力により、又はスラリーポンプ(図示せず)を用いてシックナー5から取り出され、脱水乾燥器6に送られる。他方、上澄水はオゾン供給器7に送られる。オゾン供給器7内では、上澄水にオゾンが添加される。これにより、上澄水中の有機物が酸化・分解され、また上澄水内で微生物が繁殖するのが防止される。この後、オゾンが添加された上澄水は、トロンメル2に還流させられる。
【0033】
脱水乾燥器6は、詳しくは図示していないが、シックナー5から受け入れた泥スラリーをまず濾過ないしは脱水して泥ケーキ(例えば含水率が30〜40%のケーキ)と濾過水とを生成し、続いて泥ケーキを乾燥させて乾燥土塊ないしは乾燥土粒子を生成する。なお、脱水乾燥器6はバッチ式であっても連続式であってもよい。この乾燥土塊は、例えば土木・建築用の骨材として有効に利用することができる。他方、フィルタープレス5で生成された濾過水は、前記の上澄水と同様に、オゾン供給器7に送られ、オゾンが添加された後、トロンメル2に還流させられる。
【0034】
このように、実施の形態1に係る材料回収施設Fないしは材料回収方法によれば、回収廃棄物から、これに含まれている砂、土、鉄材、木材、石ないしはガレキ、プラスチック片、ガラス片、繊維状材料などを、それぞれ、再利用することができる程度に純粋な状態で分離・回収することができる。つまり、回収廃棄物に含まれる各種材料を、ほとんど全部、無駄にすることなく再利用することができる。また、該材料回収施設Fの各部で必要とする水を循環使用するので、水の消費量を低減することができ、また廃水排出量を低減することができる。
【0035】
実施の形態1に係る材料回収施設Fでは大量の水が循環することになるが、この循環水が高い位置に配置された装置から、低い位置に配置された装置に輸送される経路ないしは管路では、水が高速で落下するので、この経路ないしは管路に小型の水力発電機を介設してもよい。この水力発電機で生成された電力は、例えばオゾン供給器7で使用することができる。
【0036】
(実施の形態2)
以下、図2を参照しつつ、本発明の実施の形態2を説明する。ただし、実施の形態2に係る材料回収施設F’ないしは材料回収方法は、図1に示す実施の形態1に係る材料回収施設Fないしは材料回収方法と多くの共通点を有するので、以下では説明の重複を避けるため、主として実施の形態1と異なる点を説明する。
【0037】
図1に示す実施の形態1に係る材料回収施設Fでは、シックナー5から受け入れた泥スラリーを脱水して乾燥させ、乾燥土塊を生成する脱水乾燥器6を用いている。これに対して、実施の形態2に係る材料回収施設F’では、濾過器ないしは脱水器と乾燥器とを分離して個別に設けている。図2に、濾過器ないしは脱水器であるフィルタープレス10と乾燥器11とを個別に設けた、本発明の実施の形態2に係る材料回収施設F’を示す。
【0038】
図2に示すように、実施の形態2に係る材料回収施設F’では、シックナー5の底部に滞留している泥スラリーは、フィルタープレス10に送られる。フィルタープレス10は、詳しくは図示していないが、バッチ式又は連続式の加圧式濾過器であって、シックナー5から受け入れた泥スラリーを濾過し、泥ケーキと濾過水とを生成する。フィルタープレス10の濾過圧は、例えば泥ケーキの含水率が30〜40%となるように好ましく設定される。そして、泥ケーキは乾燥器11に送られる。なお、泥ケーキを、乾燥器11に送らず、そのままの状態で、植物栽培用の土やグランド整備用の土として再利用してもよい。
【0039】
他方、フィルタープレス10で生成された濾過水は、シックナー5の上澄水と同様に、オゾン供給器7に送られ、オゾンが添加された後、トロンメル2に還流させられる。なお、加圧式濾過器に代えて、例えばオリバー型濾過器などの連続式の真空濾過器を用いてもよい。
【0040】
乾燥器11は、詳しくは図示していないが、バッチ式又は連続式の通気バンド乾燥器であって、フィルタープレス10から受け入れた泥ケーキをバンド上に載せ、熱風を吹き付けて泥ケーキを乾燥させ、乾燥土塊を生成する。なお、乾燥土塊を適度に破砕して粒状にしてもよい。この乾燥土塊は、例えば土木・建築用の骨材として有効に利用することができる。なお、通気バンド乾燥器に代えて、流動床乾燥機を用いてもよい。
その他の点については、実施の形態1と同様である。
【0041】
実施の形態2に係る材料回収施設F’ないしは材料回収方法によっても、基本的には、実施の形態1の場合と同様の作用・効果が得られる。すなわち、回収廃棄物から、これに含まれている砂、土、鉄材、木材、石ないしはガレキ、プラスチック片、ガラス片、繊維状材料などを、それぞれ、再利用することができる程度に純粋な状態で分離・回収することができ、回収廃棄物に含まれる各種材料を、ほとんど全部、無駄にすることなく再利用することができる。また、水の消費量を低減することができ、かつ廃水排出量を低減することができる。
【0042】
(実施の形態3)
以下、図3を参照しつつ、本発明の実施の形態3を説明する。ただし、実施の形態3に係る材料回収施設F''ないしは材料回収方法は、図1に示す実施の形態1に係る材料回収施設Fないしは材料回収方法と多くの共通点を有するので、以下では説明の重複を避けるため、主として実施の形態1と異なる点を説明する。
【0043】
図3に示すように、実施の形態3に係る材料回収施設F''では、シックナー5と脱水乾燥機6との間に、シックナー5から取り出された泥スラリーに添加剤を添加して混合する混合器13(ミキサー)が設けられている。この混合器13では、乾燥土塊の強度を高めるための添加剤と、乾燥土塊の含有成分の溶出を抑制するための添加剤とが泥スラリーに添加される。なお、要求される乾燥土塊の品質に応じて、これらの添加剤の一方のみを添加するようにしてもよい。また、乾燥土塊の品質ないしは物性を改善するためのその他の添加剤を添加してもよい。
【0044】
脱水乾燥器6から取り出された乾燥土塊からは、例えば圧砕により、粒径が40mm以下(例えば、粒径5〜40mm、あるいは粒径10〜30mm)の粒状ないしは小塊状の再生骨材が生成されるが、このような再生骨材は、骨材として必要な強度を有することが必要である。そこで、実施の形態3では、乾燥土塊の強度を高めるための添加剤を泥スラリーに添加するようにしている。
【0045】
また、乾燥土塊(又は再生骨材)が土壌に埋設される場合、乾燥土塊の含有成分が土壌中に溶出すると、土壌が汚染される。そこで、実施の形態3では、乾燥土塊の含有成分の溶出を抑制するための添加剤を、泥スラリーに添加するようにしている。なお、この添加剤は、例えば、乾燥土塊の含有成分の溶出量が第2溶出量基準以下となるように、好ましく選択される。
【0046】
実施の形態3に係る材料回収施設F''には、湿式の分別器9から取り出された石、ガレキ等(比重の大きい材料)を、破砕ないしは粉砕して粒状物を生成するボールミル14(又はロットミル)が設けられている。ボールミル14によって生成された粒状物には、砂(破砕砂ないしは再生砂)と異物(ゴミ等)とが含まれている。なお、異物としては、軽石の小破片、木材の小破片、プラスチックの小破片、鉄の小破片(微細な鉄くず)などが挙げられる。
【0047】
また、実施の形態3に係る材料回収施設F''には、湿式のサンドスクリーン15が設けられている。なお、サンドスクリーン15は、目の細かい一種の湿式分級器である。このサンドスクリーン15には、ボールミル14によって生成され砂(破砕砂ないしは再生砂)を含んでいる粒状物と、湿式の分級器3から取り出された砂とが導入される。そして、サンドスクリーン15は、砂と異物とを含む粒状物から、該粒状物中に含まれている各材料の比重の差を利用して、比重の小さい軽石の小破片、木材の小破片、プラスチックの小破片等を除去する。なお、サンドスクリーン15から排出される水は、スクリーン4に導入されて再利用される。
【0048】
さらに、実施の形態3に係る材料回収施設F''には、比重の小さい異物が除去された粒状物から、鉄の小破片等を除去する砂精製用磁選機16が設けられている。この砂精製用磁選機16は、詳しくは図示していないが、例えばベルトコンベアで搬送されている粒状物と接触する強力な磁石を有していて、粒状物中の鉄の小破片等を吸着して除去する。このようにして異物が除去され、砂が得られる。
その他の点については、実施の形態1と同様である。
【0049】
実施の形態3に係る材料回収施設F''ないしは材料回収方法によっても、基本的には、実施の形態1の場合と同様の作用・効果が得られる。すなわち、回収廃棄物から、これに含まれている砂、土、鉄材、木材、プラスチック片、繊維状材料などを、それぞれ、再利用することができる程度に純粋な状態で分離・回収することができ、回収廃棄物に含まれる各種材料を、ほとんど全部、無駄にすることなく再利用することができる。また、水の消費量を低減することができ、かつ廃水排出量を低減することができる。
【0050】
さらに、実施の形態3に係る材料回収施設F''ないしは材料回収方法においては、泥スラリーに添加剤を添加して、乾燥土塊の強度を高め、また乾燥土塊の含有成分の溶出を抑制するようにしているので、乾燥土塊ないしは該乾燥土塊から生成された再生骨材の品質ないしは価値を高めることができる。すなわち、再生骨材の強度を十分に確保することができ、再生骨材の商品価値を高めることができる。また、乾燥土塊を土壌に埋設する場合、乾燥土塊の含有成分が土壌中に溶出するのを抑制することができ、土壌汚染の発生を防止することができる。また、需要が多く商品価値の高い砂の収量を増やすことができる。
【0051】
なお、図2に示す実施の形態2に係る材料回収施設F’に、実施の形態3に係る混合器13と、ボールミル14(又はロットミル)と、サンドスクリーン15と、砂精製用磁選機16とを設けてもよい。この場合も、基本的には、実施の形態3の場合と同様の作用。効果が得られる。また、図1〜図3では、各装置(例えば、材料ホッパー1、トロンメル2、……)は1つずつ記載されているだけであるが、これらの各装置の一部のもの又は全部を、複数設けてもよい(並列又は直列に配置する)。
【0052】
(実施の形態4)
以下、図4を参照しつつ、本発明の実施の形態4を説明する。ただし、実施の形態4に係る材料回収施設F'''ないしは材料回収方法は、図1に示す実施の形態1に係る材料回収施設F'ないしは材料回収方法、又は、図3に示す実施の形態3に係る材料回収施設F''ないしは材料回収方法と多くの共通点を有するので、以下では説明の重複を避けるため、主として実施の形態1又は実施の形態3と異なる点を説明する。
【0053】
図4に示すように、実施の形態4に係る材料回収施設F'''では、材料ホッパー1と湿式のトロンメル2との間に、回収廃棄物中から、磁石に吸着される比較的大型の部材、すなわちトロンメル2に供給することが好ましくない大型の鉄材(例えば、最大長が20cm以上の鉄材)などを予め除去する前処理用磁選機20が設けられている。除去された鉄材は、製鉄原料等として再使用することができる。
【0054】
実施の形態4では、湿式分級器として液体サイクロン3’が設けられている。この液体サイクロンは、水系混濁物に旋回流を生じさせ、これによって生じる遠心力を利用して、水系混濁物を、比較的粒径が大きい砂と、比較的粒径が小さい泥を含有する泥水とに分離する。そして、液体サイクロン3’によって分離された砂(微細砂)はサンドスクリーン15に送られ、泥水はスクリーン4に送られる。また、スクリーン4とシックナー5との間には、泥水の流量の変動に対処するために、所定量の泥水を一時的に貯留する貯槽21が設けられている。
【0055】
また、実施の形態4では、トロンメル2は、回収廃棄物を、最大径が5mm未満の小寸法の固体片と、最大径が5mm以上の大寸法の固体片(以下「オーバー材」という。)とに分離する。ここで、小寸法の固体片は、湿式の分級器9’に送られる。他方、オーバー材は磁選機8に送られる。
【0056】
磁選機8では、実施の形態1又は実施の形態3の場合と同様に、固体片から、磁石に吸着される鉄材等が分離される。そして、鉄材等が除去されたサーバー材は、直列に配列された、湿式の第1比重分別器22と湿式の第2比重分別器23とによって、水の浮力を利用して比較的比重が小さいオーバー材(以下「軽いオーバー材」という。)と、比較的比重が大きいオーバー材(以下「重いオーバー材」という。)とに分離される。ここで、軽いオーバー材、例えば木材、プラスチック等は、そのまま合成木材やプラスチック製品の材料として再利用される。なお、第1比重分別器22及び第2比重分別器23から排出された水は、サイクロン3’に送られ再利用される。
【0057】
第1比重分別器22及び第2比重分別器23によって分離された重いオーバー材は、オーバー材用磁選機24に送られる。このオーバー材用磁選機24は、重いオーバー材中に残留している、前記の磁選機8によって除去することができなかった比較的小寸法の鉄材等を除去する。このようにして、鉄材等がほぼ完全に除去された、主として石及びガレキからなる重いオーバー材は、オーバー材ホッパー25に送られる。オーバー材ホッパー25内に収容された重いオーバー材は、間欠的に又は連続的にロッドミル14(又はボールミル)に供給され、ロッドミル14によって破砕ないしは粉砕され、粒状物が生成される。なお、ロッドミル14は、破砕物を、最大径が5mm未満の粒状物と、最大径が5mm以上の粒状物とに分別し、これらを個別の出口部から排出する。
【0058】
ロッドミル14から排出された最大径が5mm以上の粒状物は、材料ホッパー1に戻される。他方、最大径が5mm未満の粒状物は、湿式の分級器9’に送られる。そして、分級器9’は、トロンメル2から送られてくる最大径が5mm未満の固体片と、ロッドミル14から送られてくる最大径が5mm未満の粒状物の混合物を、水の浮力の差により、比重の小さい材料と、比重の大きい材料とに分別する。ここで、比重の小さい分別物は、例えば木材、プラスチック等の固体片又は粒状物である。また、比重の小さい分別物は、異物を含んでいる砂である。なお、サンドスクリーン15から排出される水は、スクリーン4に送られ、再利用される。
【0059】
分級器9’によって分別された、異物を含んでいる砂はサンドスクリーン15に送られ、実施の形態3の場合と同様に、サンドスクリーン15によって軽石、木材、プラスチック等の軽い異物が除去される。このように軽い異物が除去された砂は砂精製用磁選機16に送られる。砂精製用磁選機16は、実施の形態3の場合と同様に、粒状物中の鉄の小破片等を吸着して除去する。このようにして異物が除去され、製品砂が得られる。
その他の点については、実施の形態1又は実施の形態3と同様である。
【0060】
実施の形態4に係る材料回収施設F'''ないしは材料回収方法によっても、基本的には、実施の形態1又は実施の形態3の場合と同様の作用・効果が得られる。すなわち、回収廃棄物から、これに含まれている砂、土、鉄材、木材、プラスチック片、繊維状材料などを、それぞれ、再利用することができる程度に純粋な状態で分離・回収することができ、回収廃棄物に含まれる各種材料を、ほとんど全部、無駄にすることなく再利用することができる。また、水の消費量を低減することができ、かつ廃水排出量を低減することができる。
【0061】
また、実施の形態3に係る材料回収施設F''と同様に、泥スラリーに添加剤を添加して、乾燥土塊の強度を高め、また乾燥土塊の含有成分の溶出を抑制するようにしているので、乾燥土塊ないしは該乾燥土塊から生成された再生骨材の品質ないしは価値を高めることができる。すなわち、再生骨材の強度を十分に確保することができ、再生骨材の商品価値を高めることができる。また、乾燥土塊を土壌に埋設する場合、乾燥土塊の含有成分が土壌中に溶出するのを抑制することができ、土壌汚染の発生を防止することができる。また、需要が多く商品価値の高い砂の収量を増やすことができる。
【0062】
なお、実施の形態4に係る材料回収施設F'''ないしは材料回収方法においても、図2に示す実施の形態2の場合と同様に、脱水乾燥器6に代えて、フィルタープレス10と乾燥器11とを設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0063】
【図1】本発明の実施の形態1に係る材料回収施設の構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の実施の形態2に係る材料回収施設の構成を示すブロック図である。
【図3】本発明の実施の形態3に係る材料回収施設の構成を示すブロック図である。
【図4】本発明の実施の形態4に係る材料回収施設の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【0064】
F 実施の形態1に係る材料回収施設
F’ 実施の形態2に係る材料回収施設
F'' 実施の形態3に係る材料回収施設
F''' 実施の形態4に係る材料回収施設
1 材料ホッパー
2 トロンメル
3 分級器
3’ 液体サイクロン
4 スクリーン
5 シックナー
6 脱水乾燥器
7 オゾン供給器
8 磁選機
9 分別器
9 分級器
10 フィルタープレス
11 乾燥器
13 混合器
14 ボールミル
15 サンドスクリーン
16 砂精製用磁選機
20 前処理用磁選機
21 貯槽
22 第1比重分別器
23 第2比重分別器
24 オーバー材用磁選機
25 オーバー材ホッパー
【出願人】 【識別番号】592110071
【氏名又は名称】株式会社山▲崎▼砂利商店
【出願日】 平成19年8月28日(2007.8.28)
【代理人】 【識別番号】100101454
【弁理士】
【氏名又は名称】山田 卓二

【識別番号】100081422
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 光雄

【識別番号】100098280
【弁理士】
【氏名又は名称】石野 正弘

【識別番号】100100479
【弁理士】
【氏名又は名称】竹内 三喜夫

【識別番号】100112911
【弁理士】
【氏名又は名称】中野 晴夫

【識別番号】100125874
【弁理士】
【氏名又は名称】川端 純市


【公開番号】 特開2008−80329(P2008−80329A)
【公開日】 平成20年4月10日(2008.4.10)
【出願番号】 特願2007−221202(P2007−221202)