(57)【要約】      （修正有）【課題】  水中に堆積した汚泥を固化する固化基材と、底床を攪拌汚濁しないで実施する装置によって汚泥を固化搬出する固化剤および装置を提供する。【解決手段】  牡蛎殼を高度に高温焼成した牡蛎殻生石灰と、高度にイオン化されたフライアッシュ並びにシリカフュームと、米糠に梅酢液と特殊腐植物質抽出液を加えてイオン化を進めたものと、低温破砕モミガラを有意順序によって混合したものを固化基材とし、底床を限定的に囲い込んで固化基材と汚泥と攪拌し、有機質の凝集と無機物を水和反応によって固化する機構の水中汚濁固化装置によって、周囲の環境汚濁を避けながら堆積汚泥を搬出する。【選択図】    図１
2006281187.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
牡蛎殻を高度に高温焼成した牡蛎殻生石灰（以下、カキ殻生石灰と言う）と、高度にイオン化されたフライアッシュ並びにシリカフュームと、米糠に梅酢液とマリネックス抽出液を加えてイオン化を促したものと低温破砕モミガラを有意の順序で混合して固化基材とし、水中汚泥を限定処理して有機質類の凝集と他の無機体的物体の水和反応によって固化するシステムに成る構造であることを特徴とする  バイオマスを再生循環した水中汚泥固化剤並びに装置
【請求項２】
請求項１記載の水中汚泥の限定処理とは、フレコン袋を外装した有意の長さと直径の円形ドラム缶構造体は上下に摺動する回転軸の先端に回転プロペラを備え、回転軸内に固化基材を送る圧送ホースを設けている。缶構造体を床泥中に差し込み、圧送ホースから固化基材を圧送しながら圧搾空気で駆動するプロペラで混合する。外装したフレコンの底部を閉じ、プロペラを逆回転しながら容器を引き上げるとフレコン内に閉じこめられた基材と混合された汚泥は、充分な養生時間を与えられて固化する。反応終了後引き上げられ陸上で二次処理する機構システムに成る構造であることを特徴とする請求項１記載の  バイオマスを再生循環した水中汚泥固化剤並びに装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は水中に堆積した汚泥を、バイオマスを再生した固化基材によって擬集固化するシステム装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  カキ殻は海中にあってＣａとＣＯ２を大量に生化学反応合成した環境機能性に優れたバイオマスで、引く手あまたの貴重な資源となる。
【非特許文献１】  カキ殻の科学組成−広島県水試  研究報告第８号（１９７７）
【０００３】  カキ殻は６１０℃の加熱で数％が減量するのみで、５８％の炭酸ガスは解離エネルギーが極めて大きくガス化には膨大な加熱量を要する。それを克服してＣａＯとするには別件の木材炭化例で遠赤外線放射、窒素ガス雰囲気、過熱蒸気雰囲気等の相乗作用が働く乾留加熱が効率よくガス化を促進する事例がある。又通例による木炭に蒸気を吹き込みながら１０００℃で乾留過熱する賦活によって活性炭をつくることが試みられる等、物質の改質操作はその条件整備によって左右することが知られバイオマス再生技術が競われている。
【特許文献１】  自然植物素材遠赤外線乾留炭化装置−特願２００４−９０５１６
【非特許文献２】  炭のかがく−柳沼力夫−誠分堂新光社（２００３）
【特許文献２】  機能性セラミックスの製造法−特願２００５−
【０００４】  高温焼成されたカキ殻は古来漆喰の原料として珍重される程度であるが，内容的にはミネラルセメントと呼ぶべき働きが有り、その試用結果を改めて見直すと、純度の高い石灰岩に有意の粘土を加えて混合焼成した歴史のあるセメントと、カキ殻のＣａと多くのミネラルが同居する組成と水和反応の化学変化が重なって見える。
【非特許文献３】  コンクリートのはなし−技術出版社（１９９３）
【特許文献３】  環境機能性再生構造物の製造法−特願２００４−１６３８５１
【０００５】  甲殻類のキチン質は地球上で微生物が生合成した物質でセルロースに次ぐ生成量と言われる。カニ、オキアミに代表されるキチン質生物を海洋が生み出すメカニズムは何なのか。
カキ殻の解離エネルギーの大きさを知るにつけ、海洋生態系の生化学生合成における結合エネルギーの基となる酵素反応の力の大きさを改めて知る。
【非特許文献４】  微生物によるキトサンの生産−島根大学農学部研究報告−松田英幸
【０００６】  長崎県に産出する特殊腐植物質は数百万年前に生成された純腐植態の泥状として存在する。特性も分子量も大きく異なる異種物質が自然界で一体化して同居する稀有としか表現し得ないもので、古代地球が現代に遺してくれた貴重な資源である。
２年有余月を要する掘出しから利用までの経緯を示す。
【特許文献４】  特殊腐植物質の特性を活かした環境保全型燃焼法−特願２００２−３５３０９８
【０００７】  梅酢液は梅果実と塩等との生化学反応によってつくり出されたエキスであって、人の食べものの消化に至大の関与の関係が知られる外に、クエン酸主体の有機酸機能が各種の活用技術を生み出すことが知られて来た。
【特許文献５】  梅酢液並びにカキ殻を高機能性資源に再生する方法−特願２００５−４３０８７
【０００８】  成熟した玄米を包む籾殻は、硬い組織と珪酸と発芽抑制酵素アブジジン酸を含み低温破砕すると酵素が活性化し有機質の融合反応を珪酸と共に先導する。
高熱の影響を受けた岩石（福島県産）から抽出されたミネラル−ミクロールが珪素を核とする“シリケート四面体構造体”で、その四面体構造体が高熱の影響で歪みを生じており、その反発力が活性化のもとになって、そのミネラルが他の物質に活力を与えるというロマンに触発され、考案したのがモミガラ低温破砕機で、新しい籾殼活用技術が拓かれた。
成熟したモミガラが低温破砕されると、有機珪酸と共に含有する発芽抑制酵素アブシジン酸や抽出成分モミラクトーンフェノール等が先導し織りなす法則的戻り分解によるボカシ肥手法で、多様なアミノ酸群（ミネラル）が作り出される事象は、ボカシ肥手法の生化学反応が、歪みを受けたシリケート四面体構造体をつくりだしたのか？との希望を与えてくれた。モミガラの持つ魅力と、現代のセメントの焼成温度が１４５０℃以上とすることは、純ＣａＯ生石灰化の温度（石灰岩は１０００℃で結晶化）を遙かに超えることから生石灰構造体が歪みを生ずる域まで加熱されて、強力な水和反応力を備えたと理解するのが正しいとの教えかも知れない。物質構造体のもつ深みについて考えさせられる事象である。
【特許文献６】  食品の健康機能性を高める成熟植物性有機肥料−特願２００３−４３６７３０
【非特許文献５】  「シリケート四面体構造体」−ミネラル・ミクロール−関東総業（１９９０）
【０００９】  成熟した玄米の表皮である米糠は、動植物の栄養源として珍重される外にパルミチン酸、オレイン酸、リノール酸より成る有機酸にはγオリザノールやスチオロールなどが多く含まれ、更にフェルラ酸、フィチン酸・フィチン、並びにイノレトール等も含み、それぞれの特性機能が注目されている。
【非特許文献５】  食品加工總覧−素材編−總論、谷口久次
【００１０】  水中という特殊条件の中で水和反応を誘起するに、カキ殻生石灰と並んで高度にイオン化が進んだフライアッシュやシリカヒュームへの期待が高い。水和反応は３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３、並びに３ＣａＯ・ＳｉＯ２を中心に進行し、生成するＣ−Ｓ−Ｈ（カルシュウム−シリケート−ハイドレート）によって緻密化、硬化が進む。（前文献−コンクリートの話）【００１１】  カキ殻というバイオマスを高度にイオン化を進めたカキ殻ＣａＯをベースとする構造物として一特願を提案した。本願と同じくカキ殻ＣａＯの限りない可能性の上に組み立てられたもの。
【特許文献７】  バイオマスを再生循環した海草礁並びに装置−特願２００５−
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】  自然の営みの風雨による土砂の流出や産業活動の一環として生ずる排水の沈殿等、それぞれ下流位置でのダムや沈殿槽等の水底に堆積される汚泥は増え続け、ダム機能の低下や産業活動のブレーキとなる話題は後を絶たない。しかもその実態は有機態を含む割合が高いと言う特徴があるので、その特徴を勘案しながら対応しなければならない。
発明者等は００１１項の特願に引き続き、水中に居残る汚泥の処理について先願の如き、再生バイオマスを活用する適応手段を構築する。
【課題を実施するための手段】
【００１３】  本発明は水中堆積汚泥の特徴を見極め、それに見合う高度にイオン化された物質を組み合わせて固化基材とし、根気よく部分的囲い込み装置の中で、有機質の凝集と平行する急速な水和反応によって固化させ反応完了後引き上げ、陸上で二次処理するシステムとなる。
【００１４】  この機能の中核となるのは、柔い有機態物の凝集と他の物体の水和反応であるが、それを誘導し起発する前部分は米糠をイオン化させる梅酢液とマリネックスを加えたものと、低温破砕モミガラの珪酸と共同する発芽抑制酵素の活性化機能である。
後部分については、高度にイオン化されたカキ殻生石灰とフライアッシュやシリカヒュームの相乗的水和反応に期待する。
【００１５】  以下本発明で依存する資材について検証する。
基本となるカキ殻生石灰は、まずその焼成が前提となるが、その部分については先願（特願２００５−４３０８７）で提案しているので割愛する。
然れども、本願の活用対象物が、水中であることと、多くは重金属等を含むことが多いので、それを確実に捕集しながら、有機態物体の凝集と同時に水和反応による固化を進行させなければならないので、基本となるカキ殻生石灰ＣａＯは純度の高さばかりではなく、よりイオン化を高める組織体に歪みを生ずる程度の高温処理が望ましい。
非特許文献５にある如く、熱を受けて生じた物質構造の歪みは、その反発力が活性化に加わるという情報（遠赤外線で焼いた魚はその組織体が歪むために美味しい）は貴重である。現代のセメントは原料が半溶融する１４５０℃に熱せられて高度に高品質化されているという歴史をみるとＣａＣＯ３からＣＯ２を引き離すだけの加熱でないことは想像されるので、更にカキ殻生石灰のイオン化活性力を高めるという目標で特願２００５−４３０８７のカキ殻焼成温度レベル向上の改善努力が求められる。
【００１６】  本発明の固化機能に関して、カキ殻生石灰を補完する資材として期待するフライアッシュやシリカフュームがある。
フライアッシュは火力発電所の集塵装置に溜まる灰で、微粉炭が、高温度の箇所を通過するときに残滓が融けて表面張力で球状となり炉外で固化したもので、ＳｉＯ２−４５％以上とＡｌ２Ｏ３で高度にイオン化されている。ＪＩＳにコンクリート混和剤としての品質規定がある。
【００１７】  シリカフュームはフェロシリコン及び金属シリコン等の製造時の副産物で主成分は非晶質のＳｉＯ２−９０％以上のものが多く、平均粒径０．１ミクロン程度、被表面積が１ｇ当たり約２０ｍ２の球形の超微粒子で高度にイオン化された物質である。そのためにセメント水和物の間に入り込んでコンクリートの組織を緻密化する効果（マイクロフィーラ効果）をえられたり、セメントの水和物とシリカフュームが反応して安定した物質を生成する反応（ポソラ効果）が期待されると言う情報は、水中という特殊状況下での汚泥固化機能向上に大きな確信を与えてくれる。
【００１８】  有機質の凝集機能を実現する資材として、米糠に梅酢液とマリネックス液を混合しイオン化機能を与え有機質のイオン化を促し凝集を先導する。有機質は蛋白態酵素を含むことから上記資材は、低温破砕モミガラの有機珪酸と発芽抑制酵素アブジシン酸の活性化との相乗作用で、有機化学複合酵素反応と言うべき範疇の、有機質凝集反応を起発誘導するものと期待される。
【００１９】  本願による被処理対象汚泥は、地域特有の重金属を含有する事が多く（例えば岩手県四十四田ダムは松尾硫黄鉱山旧坑道廃水によるによる砒素含有）いわゆる浚渫による搬出除去が困難なので、水底の汚濁を最小限にしながら搬出しなければならない切羽詰まった事情の所がある。
前項による資剤のイオン化を促進する役割とは別に、次項による工事業等でも生ずるのであろう攪拌汚濁に伴う環境汚染に対しては、マリネックスのフルボ酸の力を借りる汚濁防止策に努力することも更に必要な一つの方法である。マリネックスのもつ機能については、特願“バイオマスを再生循環した海草礁並びに装置”に詳しいので参照されたい。
【００２０】  前項理由により、本願固化剤は水底盤の破壊露出を最小限に止めながら施工を要する事情に鑑み、独自に対応できる装置を考案した。詳しくは実施例で図面を示すが、概念的に説明すると、フレコン袋を外装した有為の長さと直径の円形ドラム缶様構造物を、水底泥中に差し込み、固化基剤を吹き込みながら、回転羽根で泥を攪拌して混和し、フレコン袋で包み込んで放置養生させて凝集と水和反応を進行させて固化し反応終結を待って引き上げ、陸上で二次処理する。非常に根気を要する作業であるが水底床の暴露破壊を最少限に押さえ環境汚染を防ぎながら出来る一つの方策となろう。
【発明の効果】
【００２１】  バイオマスの再生循環と切羽詰まった環境事業とを繋ぐ具体的道筋を付け得る本発明は正に今の社会課題の解決に向けた提案である。
【発明を実施するための最良の型態】
【００２２】  前項にあげた如く、本発明を含めたバイオマスの再生循環、環境保全にかかる事業は特定地域や特定の人々のみの問題ではない。広く、多くの人々の関与する各産地、各産業、各事業者の連携したネットワーク形成による互助、互換、互益をもたらす。その関係構築の強弱はバイオマス再生と環境課題にかかる現代社会の背負う責任履行の消長に連結する。
【実施例】
【００２３】  以下Ａ−で固化基材を、Ｂ−で図面を参照して水中固化装置について説明する。
Ａ、固化基材
ａ、素剤
（１）高温焼成したカキ殻生石灰      （２）フライアッシュとシリカフェーム
（３）米糠＋梅酢液＋マリネックス    （４）低温破砕モミガラ微粉
ｂ、混合処理における各分量比率
（イ）牡蛎殻生石灰４０％        （ロ）フライアッシュとシリカフェーム４０％
（ハ）｛米糠８０％＋梅酢液１５％＋マリネックス抽出液５％｝混合剤１０％
（ニ）低温破砕モミガラ１０％
▲１▼（ハ）の資材を記述順に混合し、安定させたものに（ニ）を混合する
▲２▼（イ）と（ロ）を混合
▲３▼、▲１▼ト（イ）を混合し防湿保管する
Ｂ、水中汚泥固化装置【００２４】    図面に基づき説明する。
図−１  水中汚泥固化装置の縦断鳥瞰図である。
図−２  水中汚泥固化装置の横断鳥瞰図である。
１−は装置の容器（泥がめ）  １’は吊り下げワイヤー。２−は容器内攪拌プロペラ
３−はプロペラ軸で上下する機構  ４−は圧搾空気による回転駆動装置
５−圧搾空気ホース    ６−は固化基材の圧送ホース    ７−はフレコン袋
８−は７の下綱を備えて下部を解放して装着する    ９−はフレコン上綱を備える
１０−フレコン支手    １１−フレコンカバーは生分解プラスチックで出来ている
フレコンの外側は網目で泥との抵抗力を持ち、引き上げの際、外壁泥に癒着する。
フレコンの下網は、出口の反対側に支点環を設けて混合終了時容器を少し引き上げて下端底面が開いたなら綱を引き底部を閉じる機構である。【００２５】  以上の装置機構により、１−が有為の深さに挿入されたなら、５−の圧送ホースから固化基剤が圧入されるに遭わせて４−で駆動されて、２−のプロペラが回転して泥を攪拌混合される。圧入混合が終われば容器を水底より少し引き上げ、フレコンの下綱を引いて底面を閉じ、プロペラをゆっくり逆回転しながら容器を引き上げフレコンの上端に達したなら、上綱を引いて上面も閉じ浮き具を装着する。凝集と固化には時間を要するので、所定の養生時間を経て反応が終了したとき、引き上げて陸上で二時処理をする。駆動装置の圧搾空気にはマリネックスを混入して周りの環境浄化に努める。【００２６】  引き上げた固化剤は、広げて、例えば低温破砕モミガラとマリネックス抽出希釈液を注入攪拌を繰り返せば、乾燥が早い。−このことは諮って下水道処理汚泥に等量の破砕モミガラと酵素剤を混合放置したものが化学反応的乾燥に至った事象からの参考による。
【産業上の利用可能性】
【００２７】  発明の効果の項でもふれた如く、本願のバイオマス再生活用と環境負荷事項の解決は、共に産業規模での課題である。
例えば２００２年１２月策定されたバイオマス・ニッポン総合戦略の如きは国際的責任を受けた国家的義務行為とも言えるが、案外と具体的成果進展の情報に乏しい。
省エネ関連（新エネルギー産業）も含めたバイオマス再生技術は高度な可能性の提案はあっても、全国どこでも誰でも参加できる技術の提言は極端に少ない。その中にあって本発明が草の根的に再生循環の輪を広げ得る技術を明らかにし得たことの意義は、今後のバアイオマスをめぐる産業政策に一つの転機を与えることになるものと確信する。
０００５項でふれた如く、海洋生態系が、例えばカキ殻が５８％と言うＣＯ２をとり込む生合成を営む環境浄化機能を知るにつけ、その機能を冨化する努力を忘れてはならないと、改めて肝に銘じた。
００１５のカキ殻焼成温度の上限向上は、バイオマス再生の範囲を拡大するので産業規模での意義が大きい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】  水中汚泥固化装置の縦断鳥瞰図
【図２】  水中汚泥固化装置の横断鳥瞰図
【符号の説明】
【００２９】１−装置の容器（泥がめ）    １’−吊り下げワイヤー    ２−容器内攪拌プロペラ
３−上下するプロペラ軸    ４−圧搾空気による回転駆動装置    ５−圧搾空気ホース
６−固化基材圧送ホース    ７−フレコン    ８−フレコン下綱    ９−フレコンＬ鋼
１０−フレコン支手    １１−フレコンカバー
【図１】
2006281187.tif 000003
【図２】
2006281187.tif 000004