(57)【要約】【課題】  製紙スラッジ焼却灰が有する本来の性質を損なうことなく、フッ素溶出量及びホウ素溶出量を低減し、処理した土壌の再利用を容易にする土壌改良材を提供する。【解決手段】  製紙スラッジ焼却灰のｐＨ調節を行い、逆流式ミキサーを用いて混練及び造粒を行った後、流動層式乾燥機を用いて乾燥を行うことにより、フッ素溶出量が０．８ｍｇ／Ｌ以下であり、ホウ素溶出量が１．０ｍｇ／Ｌ以下である土壌改良材を得る。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
製紙スラッジ焼却灰を再利用した土壌改良材であって、フッ素溶出量が０．８ｍｇ／Ｌ以下であり、ホウ素溶出量が１．０ｍｇ／Ｌ以下である土壌改良材。
【請求項２】
前記土壌改良材の溶出ｐＨが７〜１０の範囲である請求項１記載の土壌改良材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フッ素溶出量及びホウ素溶出量を低減した土壌改良材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、製紙工場から排出される製紙スラッジは、焼却炉において焼却されて製紙スラッジ焼却灰として排出される。この製紙スラッジ焼却灰は、従来より埋め立てなどに使用されているが、製紙スラッジ焼却灰から重金属が溶出したり、溶出ｐＨが上昇するなど、環境衛生上の問題を生じている。この問題点を解決するために、製紙スラッジ焼却灰に石膏や生石灰などを用いて処理が施されている。しかし近年、重金属の溶出以外のフッ素溶出量及びホウ素溶出量についても、環境衛生上の観点から低減が求められるようになり、法的な規制も行われるようになっている。このフッ素溶出量やホウ素溶出量の問題を解決するための種々の検討が行われるようになってきている（例えば、特許文献１〜３）。
【０００３】
一方、製紙スラッジ焼却灰は、高い吸水性を有していることから、河川、池などの浚渫により発生する高含水率の泥土に使用する土壌改良材としての用途への展開が検討されている。浚渫により発生する泥土は、高含水率で流動性が高いため、トラックに積載して運搬することはできず、その処理が困難であった。このような高含水泥土に製紙スラッジ焼却灰を応用した土壌改良材を添加することにより、トラック輸送が可能で埋め立てにも使用し得る程度の再生土とするものである。
【０００４】
しかし、製紙スラッジ焼却灰を土壌改良材として用いる場合も、上記と同様に重金属の溶出や溶出ｐＨの問題が生じるため、種々の処理が検討されている。そのような処理としては、例えば石膏やセメントなどを用いたものが挙げられる（特許文献４及び５）。しかしながら、石膏やセメントなどによる処理によれば、これらの問題を解決することができるものの、これらの処理は、上述のフッ素溶出量及びホウ素溶出量の低減をも可能とするものではないため、その検討が望まれている。また、セメントを多量に用いた上記従来の処理では、土壌改良材としての吸水率が低下するなど、製紙スラッジ焼却灰が有する本来の特性を損なうと共に、この土壌改良材の使用により土壌が硬くなってしまうため、その土壌改良材を使用した土を再利用できないという問題点もある。
【特許文献１】特開２００１−３１０１７５号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】特開２００４−２６７９７５号公報（特許請求の範囲）
【特許文献３】特開２００４−８９８１６号公報（特許請求の範囲）
【特許文献４】特開平９−１３７１６０号公報（特許請求の範囲）
【特許文献５】特開２００２−３６３５６０号公報（特許請求の範囲）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記従来技術の問題点を解決するために為されたものであり、本発明は、製紙スラッジ焼却灰が有する本来の性質を損なうことなく、フッ素溶出量及びホウ素溶出量を低減し、処理した土壌の再利用を容易にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の土壌改良材は、製紙スラッジ焼却灰を再利用した土壌改良材であって、フッ素溶出量が０．８ｍｇ／Ｌ以下であり、ホウ素溶出量が１．０ｍｇ／Ｌ以下であり、処理した土壌の再利用を容易にしたことを特徴としている。
【０００７】
ここで、前記土壌改良材の溶出ｐＨは、７〜１０の範囲とすることが好ましく、その理由については後述する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の土壌改良材は、そのフッ素溶出量が０．８ｍｇ／Ｌ以下であり、ホウ素溶出量が１．０ｍｇ／Ｌ以下であるため、この土壌改良材を使用しても土壌環境を汚染することがなく、また、法的規制を満たすことも可能となる。また、本発明の土壌改良材は、製紙スラッジ焼却灰が有する本来の吸水性を損なうことがないので、これを用いることにより、容易に土壌を再利用することができる。
【０００９】
また、本発明の土壌改良材によれば、吸水率、コーン指数、細孔表面積、平均粒径、嵩比重などの土壌改良材としての種々の特性を維持しつつ、フッ素溶出量及びホウ素溶出量の少ない土壌改良を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の土壌改良材は、上述のように製紙スラッジ焼却灰を原料として再利用したものである。ここで、製紙スラッジ焼却灰とは、製紙工場からの廃水処理によって生ずる汚泥を焼却処理する際に集塵機に捕捉されるフライアッシュと、これに焼却炉から飛散せずに焼却炉下部から排出されるアッシュ等を含めたものをいい、これをそのまま上記従来技術で述べた石膏やセメントによって処理した場合、焼却物によって異なるが、概ねフッ素溶出量が１〜６ｍｇ／Ｌ、ホウ素溶出量が０．５〜１．５ｍｇ／Ｌとなるものである。
【００１１】
本発明の土壌改良材では、フッ素溶出量及びホウ素溶出量の低減は、製紙スラッジ焼却灰に多価金属硫酸塩を加えることにより達成される。多価金属硫酸塩としては、環境影響の面から、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウム、硫酸鉄等が好ましい。硫酸アルミニウム（以下硫酸バンドという）を使用する場合、その添加量は、原料の製紙スラッジ焼却灰のフッ素及びホウ素の含有量やその性状に依存するが、通常、製紙スラッジ焼却灰１０００ｋｇに対して、８％（Ａｌ2Ｏ3として）水溶液としての硫酸バンドを１６０〜２６０ｋｇ（Ａｌ2Ｏ3として１２．８〜２０．８ｋｇ）の範囲であり、１８０〜２２０ｋｇの範囲がより好ましい。
【００１２】
また、本発明の土壌改良材では、溶出ｐＨが７〜１０の範囲に設定する。溶出ｐＨが７未満では酸性土壌の改良に寄与することができず、溶出ｐＨが１０を超えると、植生物の生育に悪影響を及ぼす。ｐＨの調整も、上記と同様に硫酸バンド等の添加により行うことができ、上記添加量の範囲が好ましい。
【００１３】
また、本発明においては、上記硫酸バンドに加えて、必要に応じてセメントを添加してもよい。セメントは硫酸バンドのようにフッ素溶出量及びホウ素溶出量の低減効果は大きくはないものの、ある程度の低減効果を発揮する。加えて、セメントは、得られる土壌改良材の粒子の強度を高くする効果を発揮する。土壌改良材の粒子強度を高くする効果は添加量に応じて現れるので、セメントの添加量は目的とする粒子強度に応じて決めればよいが、製紙スラッジ焼却灰１０００ｋｇに対して、５０〜１５０ｋｇの範囲が、粒子強度を得るとともに製紙スラッジ焼却灰の有する吸水性を保持するうえで好ましい。すなわち、添加量がこの範囲より少ないと、粒子強度が向上せず、粒子径が小さくなってしまう。また、上記範囲を超えると、従来技術の項で述べたように土壌が硬くなってしまうため、その土壌改良材を使用した土壌を再利用できなくなるという問題が生じるので好ましくない。
【００１４】
本発明の土壌改良材は、以下のようにして製造することができる。まず、製紙スラッジ焼却灰に、硫酸バンドと、水と、必要に応じてセメントとを添加し、混練及び造粒を行う。この混練及び造粒には、逆流式ミキサーを使用することが好ましい。逆流式ミキサーは、円周の内側に固定翼を有する回転する円筒状の混練槽と、円筒状の混練槽の中心軸から偏心した位置に設けられ、混練槽とは逆向きに回転する撹拌翼とを有している。このような逆流式ミキサーを使用することにより、適度な大きさの粒子径及び嵩比重を有する造粒物が得られるという利点がある。このような逆流式ミキサーは、例えばアイリッヒミキサー（ＤＥＶ２２型、日本アイリッヒ株式会社製）として販売されているものを使用することができる。
【００１５】
次に、混練及び造粒後の造粒物をミキサーから取り出し、必要に応じて養生を行う。養生は造粒物を一定時間静置しておくことにより行う。この養生により、粒子内の反応が完結して粒子強度が増し、土壌改良材としての性状が安定し、フッ素及びホウ素の溶出を低減させる効果が安定して発揮されることになる。
【００１６】
次に、製紙スラッジ焼却灰の造粒物は、乾燥機で乾燥される。ここで使用する乾燥機としては、流動層式乾燥機が好ましい。この流動層式乾燥機は、多数の熱風吹き出し孔を底面に有する複数に区画された流動層を有し、上流側の区画に投入された造粒物が、底面から吹き出した熱風により乾燥が進むに伴って上方へ移動し、更に下流側の区画に移動するように設計されたものである。このような流動層式乾燥機を使用することにより、セメントの添加量が少ない等により製紙スラッジ焼却灰を構成する粒子間の結合が弱い場合にも、上記逆流式ミキサーで得られた造粒物の粒子を破壊することなく乾燥することができるという利点がある。
【００１７】
本発明の土壌改良材の製造に際して、以下のような方法を単独もしくは組み合わせて併用することもできる。
【００１８】
その一つは、予め製紙スラッジ焼却灰を予備水洗したものを使用する方法である。この場合には、フッ素及びホウ素を溶出・分離することができるが、水洗による焼却灰のロスが発生すると共に、水洗工程が増えることになる。
【００１９】
また、他の方法として、フッ素及びホウ素を固着するためにＣａＯを添加してもよい。この場合には、ｐＨが上昇するため、他の添加成分による調整が必要となる。
【００２０】
また、土壌改良材の製造に際して、製紙スラッジ焼却灰を再燃処理することにより、フッ素などを排ガスとともに除去することも可能である。この場合には、過剰のエネルギーを必要とするため、コストの点で不利となる。
【実施例】
【００２１】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００２２】
（実施例１）
表１の実施例１の欄に示すように、原料である製紙スラッジ焼却灰１０００ｋｇ、硫酸バンド１６０ｋｇ（Ａｌ2Ｏ3として８％水溶液）、高炉セメント１５０ｋｇ及び水３５０ｋｇを逆流式ミキサー（日本アイリッヒ株式会社製、アイリッヒミキサーＤＥＶ２２型）に投入し、混合及び造粒を１５分間行った。次に、逆流式ミキサーから造粒物を取り出し、固化を促進するために２４時間静置して養生を行った。次に、流動層式乾燥機（株式会社大川原製作所製ＦＣＡＳ−２００）を用いて約１００℃の熱風により乾燥を行い、本実施例の土壌改良材を得た。なお、製紙スラッジ焼却灰は、溶出ｐＨ１１．８、フッ素溶出量３．８ｍｇ／ｌ、ホウ素溶出量１．２ｍｇ／ｌのものを使用した。
【００２３】
【表１】
2006316195.tif 000002
【００２４】
（実施例２〜５、比較例１〜３）
表１の実施例２〜５及び比較例１〜３の欄に示す原料を用い、実施例１と同様にして、実施例２〜５及び比較例１〜３の土壌改良材を得た。
【００２５】
（土壌改良材の評価）
上記で得られた実施例１〜５及び比較例１〜３の土壌改良材について評価を行った。その結果を表１に併せて示した。また、各項目の好適数値範囲についても表１に示した。
【００２６】
評価項目は、フッ素溶出量、ホウ素溶出量、溶出ｐＨ、吸水率、コーン指数、細孔表面積、平均粒径及び嵩比重である。
【００２７】
フッ素溶出量及びホウ素溶出量は、ＪＩＳ  Ｋ  ０１０２に基づいて測定した。溶出ｐＨは、ＪＧＳ０２１１−２０００（地盤工学会規格）に基づいて測定した。吸水率は、ＪＩＳ  Ａ  １１０９に基づいて測定した。コーン指数は、ＪＩＳ  Ａ  １２２８に基づいて測定した。細孔表面積は、株式会社アムコ製、水銀圧入式ポロシメーター２００型を用いて測定した。平均粒径は、レーザー解析法により、測定した。嵩比重は、ＪＩＳ  Ａ  １２２４に基づいて測定した。
【００２８】
（評価結果）
表１から明らかなように、各実施例の土壌改良材は、土壌改良材としての特性を損なうことなく、フッ素溶出量及びホウ素溶出量が減少し、ｐＨも７〜１０の範囲内にあることが分かる。これに対して、各比較例の土壌改良材には、フッ素溶出量及びホウ素溶出量が減少しているものもあるが、他の何れかの評価項目で好適な範囲を外れており、土壌改良材本来の特性が発揮されないことが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明の土壌改良材は、フッ素溶出量が０．８ｍｇ／Ｌ以下、ホウ素溶出量が１．０ｍｇ／Ｌ以下であるので、厄介な高含水泥土の改良を環境衛生上の問題を生ずることなく行うことができ、土木資材の分野で有用である。
【００３０】
また、本発明の土壌改良材の製造方法及び製造装置は、上記土壌改良材の製造分野で有用な発明である。