(57)【要約】【課題】固化処理後の改良された浚渫土からの有機物の溶出を抑制することができ、かつ、固化処理土の強度を確保しながら、固化処理土の過度の硬化および強アルカリ性化を防ぐことができる浚渫土の処理方法を提供する。【解決手段】浚渫土からの有機物の溶出を抑制するための浚渫土の処理方法であって、上記浚渫土中の有機物の含有率を測定する有機物量測定工程と、上記有機物の含有率が、予め定めた特定の値以下である場合、上記浚渫土にケイ酸カルシウム含有粉粒状物を添加して混合し、かつ、オゾン処理を行わずに、改良された浚渫土を得て、上記有機物の含有率が、上記予め定めた特定の値を超える場合、上記浚渫土にケイ酸カルシウム含有粉粒状物を添加して混合し、次いで、水を加えて含水比を高めた後に、オゾン処理を行って、改良された浚渫土を得る浚渫土改良工程、を含む浚渫土の処理方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
浚渫土からの有機物の溶出を抑制するための浚渫土の処理方法であって、
上記浚渫土中の有機物の含有率を測定する有機物量測定工程と、
上記有機物の含有率が、予め定めた特定の値以下である場合、上記浚渫土にケイ酸カルシウム含有粉粒状物を添加して混合し、かつ、オゾン処理を行わずに、改良された浚渫土を得て、上記有機物の含有率が、上記予め定めた特定の値を超える場合、上記浚渫土にケイ酸カルシウム含有粉粒状物を添加して混合し、次いで、水を加えて含水比を高めた後に、オゾン処理を行って、改良された浚渫土を得る浚渫土改良工程、
を含むことを特徴とする浚渫土の処理方法。
【請求項２】
上記浚渫土改良工程における上記有機物の含有率に関する上記予め定めた特定の値が、３〜７質量％（ただし、該値は、上記浚渫土から水分を除いた固形分の全量を１００質量％とした場合の値である。）の範囲内で定めた値である請求項１に記載の浚渫土の処理方法。
【請求項３】
上記有機物量測定工程における上記有機物の含有率の測定が、過酸化水素水を用いて、上記浚渫土に含まれている有機物を分解した後、該有機物の分解の前後における上記浚渫土の質量の減少の幅を、上記有機物の量とみなして、上記有機物の含有率を求めるものである請求項１又は２に記載の浚渫土の処理方法。
【請求項４】
セメント系固化材を用いない請求項１〜３のいずれか１項に記載の浚渫土の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浚渫土の処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
港湾、河川、運河等において、船舶の航路の確保等のために行われる浚渫によって、浚渫土が発生する。発生した浚渫土は、通常、固化材と混合した後、埋め土材料（固化処理土）として、海洋土木工事における埋め立てや海岸線の保全等に使用される。多くの場合、浚渫土には、セメントの水和反応を阻害する有機物が大量に含まれているため、強度を確保するために固化材を大量に使用する必要がある。
浚渫土を用いて固化処理土を製造する方法として、例えば、特許文献１には含水比が１９０％超の浚渫土、骨材および結合材を混合し、それらの配合量が混合物中の容積率で、浚渫土（水分を含む）：４０〜６０％、結合材：１０〜３０％、骨材：１０〜５０％である混合物とし、この混合物を結合材による水和反応により固化させて固化体を得る固化体の製造方法であって、浚渫土、骨材および結合材を混合する混合工程（Ａ）と、該混合工程（Ａ）で得られた混合物を結合材による水和反応により固化させる固化工程（Ｂ）と、該固化工程（Ｂ）で得られた固化体を破砕処理する破砕工程（Ｃ）を有することを特徴とする固化体の製造方法が記載されている。
また、特許文献２には、有機物を含むにもかかわらず、地盤の強度を高めることができる土壌強化材として、セメント系固化材及びＢＥＴ比表面積３０ｍ２／ｇ以上の多孔質粉体を含む土壌強化材であって、かつ、有機物を含む土壌に用いられることを特徴とする土壌強化材が記載されている。また、上記多孔質粉体の一部又は全部としてケイ酸カルシウム水和物の粉体を用いることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−７１５４０号公報
【特許文献２】特開２００６−８７６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
固化材として生石灰やセメント等の強アルカリ材料を大量に使用した、浚渫土を処理してなる固化処理土を、海岸線の保全に使用した場合、（ｉ）底質（水底を構成している表層）から有機物が溶出することで富栄養化が進行し、赤潮が発生する、（ｉｉ）底質が過度に硬化して、生物の住みにくい環境となる、（ｉｉｉ）底質が強アルカリ性になり、生態系への悪影響が懸念される、等の問題が生じ得る。このため、覆砂を継続的に行う必要がある。
本発明の目的は、固化処理後の改良された浚渫土（以下、「固化処理土」ともいう。）からの有機物の溶出を抑制することができ、かつ、固化処理土の強度を確保しながら、固化処理土の過度の硬化および強アルカリ性（例えば、ｐＨ１１．０以上）化を防ぐことができる浚渫土の処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、浚渫土中の有機物の含有率を測定する工程と、上記有機物の含有率が、予め定めた特定の値以下である場合と、予め定めた特定の値を超える場合とで、異なる種類の処理工程を行うことによって、上記目的を達成できることをできることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下の［１］〜［４］を提供するものである。
［１］  浚渫土からの有機物の溶出を抑制するための浚渫土の処理方法であって、上記浚渫土中の有機物の含有率を測定する有機物量測定工程と、上記有機物の含有率が、予め定めた特定の値以下である場合、上記浚渫土にケイ酸カルシウム含有粉粒状物を添加して混合し、かつ、オゾン処理を行わずに、改良された浚渫土を得て、上記有機物の含有率が、上記予め定めた特定の値を超える場合、上記浚渫土にケイ酸カルシウム含有粉粒状物を添加して混合し、次いで、水を加えて含水比を高めた後に、オゾン処理を行って、改良された浚渫土を得る浚渫土改良工程、を含むことを特徴とする浚渫土の処理方法。
［２］  上記浚渫土改良工程における上記有機物の含有率に関する上記予め定めた特定の値が、３〜７質量％（ただし、該値は、上記浚渫土から水分を除いた固形分の全量を１００質量％とした場合の値である。）の範囲内で定めた値である前記［１］に記載の浚渫土の処理方法。
［３］  上記有機物量測定工程における上記有機物の含有率の測定が、過酸化水素水を用いて、上記浚渫土に含まれている有機物を分解した後、該有機物の分解の前後における上記浚渫土の質量の減少の幅を、上記有機物の量とみなして、上記有機物の含有率を求めるものである前記［１］又は［２］に記載の浚渫土の処理方法。
［４］  セメント系固化材を用いない前記［１］〜［３］のいずれかに記載の浚渫土の処理方法。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の浚渫土の処理方法によれば、固化処理土からの有機物の溶出を抑制することができ、かつ、固化処理土の強度を確保しながら、固化処理土の過度の硬化および強アルカリ性化を防ぐことができる。このため、覆砂を行わなくても、得られた固化処理土を海岸線の保全等に利用することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本発明の浚渫土の処理方法は、浚渫土からの有機物の溶出を抑制するための浚渫土の処理方法であって、浚渫土中の有機物の含有率を測定する有機物量測定工程と、上記有機物の含有率が、予め定めた特定の値以下である場合、浚渫土にケイ酸カルシウム含有粉粒状物を添加して混合し、かつ、オゾン処理を行わずに、改良された浚渫土を得て、上記有機物の含有率が、上記予め定めた特定の値を超える場合、浚渫土にケイ酸カルシウム含有粉粒状物を添加して混合し、次いで、水を加えて含水比を高めた後に、オゾン処理を行って、改良された浚渫土を得る浚渫土改良工程を含むものである。以下、工程ごとに詳しく説明する。
【０００８】
［有機物量測定工程］
本工程は、浚渫土中の有機物の含有率を測定する工程である。
有機物の含有率の測定方法は、特に限定されるものではないが、例えば、市販の赤外線水分計を用いて測定する方法、過酸化水素水を用いて測定する方法、及び、「ＪＩＳ  Ａ  １２２６：２００９（土の強熱減量試験方法）」に準拠して測定する方法等が挙げられる。中でも、簡易に測定できる観点から、市販の赤外線水分計を用いて測定する方法、または、過酸化水素水を用いて測定する方法が好ましく、簡易かつより正確に測定できる観点から、過酸化水素水を用いて測定する方法が好ましい。また、市販の赤外線水分計を用いて測定する方法を行った後、さらに、過酸化水素水を用いて測定する方法を行ってもよい。
ここで、過酸化水素水を用いて測定する方法とは、過酸化水素水を用いて、浚渫土に含まれている有機物を分解した後、該有機物の分解の前後における浚渫土の質量の減少の幅を、有機物の量とみなして、有機物の含有率を求める方法である。
過酸化水素水の濃度は、好ましくは３〜３０質量％、より好ましくは５〜１５質量％、特に好ましくは８〜１２質量％である。該濃度が３質量％以上であれば、浚渫土に含まれる有機物をより短時間で分解することできる。該濃度が３０質量％以下である過酸化水素水は、入手が容易であることから、測定にかかるコストの低減を図ることができる。
過酸化水素水は、より短時間で有機物を分解する観点から、加温（例えば、液温として３０〜４０℃）されたものを用いることが好ましい。
【０００９】
［浚渫土改良工程］
本工程は、有機物量測定工程において測定した浚渫土中の有機物の含有率が、予め定めた特定の値以下である場合、浚渫土にケイ酸カルシウム含有粉粒状物を添加して混合し、かつ、オゾン処理を行わずに、改良された浚渫土を得て、上記有機物の含有率が、上記予め定めた特定の値を超える場合、浚渫土にケイ酸カルシウム含有粉粒状物を添加して混合し、次いで、水を加えて含水比を高めた後に、オゾン処理を行って、改良された浚渫土を得る工程である。
上記予め定めた特定の値は、浚渫土の成分や固化処理土の用途等を考慮して定めればよい。例えば、上記予め定めた特定の値は、固化処理土からの有機物の溶出をより抑制する観点からは、好ましくは７質量％以下、より好ましくは６質量％以下、特に好ましくは５質量％以下である。また、上記予め定めた特定の値は、オゾン処理の実施の条件をより厳しくすることで、毒性のあるオゾンの使用を回避する観点からは、好ましくは３質量％以上、より好ましくは４質量％以上、特に好ましくは５質量％以上である。
なお、上記予め定めた特定の値は、上記浚渫土から水分を除いた固形分の全量を１００質量％とした場合の値である。
【００１０】
ケイ酸カルシウム含有粉粒状物とは、ケイ酸カルシウムを含む化合物（以下、「ケイ酸カルシウム含有材料」ともいう。）の粉粒状物である。
ケイ酸カルシウム含有材料とは、トバモライト、ゾノトライト、ＣＳＨゲル、フォシャジャイト、ジャイロライト、ヒレブランダイト、およびウォラストナイトからなる群より選ばれる１種以上を含むものである。
トバモライトとは、結晶性のケイ酸カルシウム水和物であり、Ｃａ５・（Ｓｉ６Ｏ１８Ｈ２）・４Ｈ2Ｏ（板状の形態）、Ｃａ５・（Ｓｉ６Ｏ１８Ｈ２）（板状の形態）、Ｃａ５・（Ｓｉ６Ｏ１８Ｈ２）・８Ｈ2Ｏ（繊維状の形態）等の化学組成を有するものである。
ゾノトライトとは、結晶性のケイ酸カルシウム水和物であり、Ｃａ６・（Ｓｉ６Ｏ１７）・（ＯＨ）2（繊維状の形態）等の化学組成を有するものである。
ＣＳＨゲルとは、αＣａＯ・βＳｉＯ2・γＨ2Ｏ（ただし、α／β＝０．７〜２．３、γ／β＝１．２〜２．７である。）の化学組成を有するものである。具体的には、３ＣａＯ・２ＳｉＯ2・３Ｈ2Ｏの化学組成を有するケイ酸カルシウム水和物等が挙げられる。
フォシャジャイトとは、Ｃａ４（ＳｉＯ３）３（ＯＨ）２等の化学組成を有するものである。
ジャイロライトとは、（ＮａＣａ２）Ｃａ１４（Ｓｉ２３Ａｌ）Ｏ６０（ＯＨ）８・１４Ｈ２Ｏ等の化学組成を有するものである。
ヒレブランダイトとは、Ｃａ２ＳｉＯ３（ＯＨ）２等の化学組成を有するものである。
ウォラストナイトとは、ＣａＯ・ＳｉＯ２（繊維状又は柱状の形態）等の化学組成を有するものである。
【００１１】
また、ケイ酸カルシウム含有材料として、トバモライトを主成分とする軽量気泡コンクリート（ＡＬＣ）や、ゾノトライトを含む保湿材等の、ケイ酸カルシウムを含む建築材料（特に、端材や廃材）を用いてもよい。
中でも、入手の容易性および経済性の観点から、トバモライトを主成分とする軽量気泡コンクリート（ＡＬＣ）を用いることが好ましい。また、廃棄物の利用促進の観点から、軽量気泡コンクリートの製造工程や建設現場で発生する軽量気泡コンクリートの端材を用いることが、より好ましい。
【００１２】
ここで、軽量気泡コンクリートとは、トバモライト、および、未反応の珪石からなるものであり、かつ、８０体積％程度の空隙率を有するものである。ここで、空隙率とは、コンクリートの全体積中の、空隙の体積の合計の割合をいう。
軽量気泡コンクリート中のトバモライトの割合は、軽量気泡コンクリートの内部の空隙部分を除く固相の全体を１００体積％として、６５〜８０体積％程度である。
軽量気泡コンクリートは、例えば、珪石粉末、セメント、生石灰粉末、発泡剤（例えば、アルミニウム粉末）、水等を含む原料（例えば、これらの混合物からなる硬化体）をオートクレーブ養生することによって得ることができる。
【００１３】
また、ケイ酸カルシウム含有材料は多孔質であることが好ましい。ケイ酸カルシウム含有材料が多孔質である場合、該材料と浚渫土を混合した際に、該材料の多孔質部分に存在する空気が、固化処理土中に連行されることによって、固化処理土中の微生物の活動が活発となり、浚渫土に含まれていた有機物の分解が促進され、固化処理土からの有機物の溶出をより抑制することができる。
【００１４】
本明細書中、「粉粒状」とは、粉状の材料（０．１ｍｍ未満の粒度を有するもの；粉体）の集合体、粒状の材料（０．１ｍｍ以上の粒度を有するもの；粒体）の集合体、または、粉状の材料および粒状の材料を含む集合体の形態を有することを意味する。また、「粉粒状物」とは、粉体の集合体、粒体の集合体、または、粉体および粒体を含む集合体を意味する。さらに、「粒度」とは、粉体または粒体における最大寸法（例えば、断面がだ円である粒体においては、長軸の寸法をいう。）
【００１５】
ケイ酸カルシウム含有粉粒状物の粒度は、特に限定されるものでないが、好ましくは０．０５〜４ｍｍ、より好ましくは０．１〜２ｍｍ以下、特に好ましくは０．５〜１ｍｍである。該粒度が０．０５ｍｍ以上であれば、小さな粒度を得るために粉砕の手間が過大となるのを避けることができる。該粒度が４ｍｍ以下であれば、ケイ酸カルシウム含有粉粒状物の単位質量あたりの表面積が大きくなるため、ケイ酸カルシウム含有粉粒状物と浚渫土の接触面積が大きくなり、その結果、固化をより促進することができる。
【００１６】
本工程において、上記有機物の含有率が予め定めた特定の値以下である場合、浚渫土とケイ酸カルシウム含有粉粒状物を混合し、かつ、オゾン処理を行わずに、改良された浚渫土を得ることができる。
浚渫土とケイ酸カルシウム含有粉粒状物を混合することで、浚渫土に含まれる有機物の分解を促進して（特に、多孔質のケイ酸カルシウム含有粉粒状物を混合した場合）、固化処理土からの有機物の溶出を抑制することができる。また、生石灰やセメント等の強アルカリ材料と比較して、ケイ酸カルシウム含有粉粒状物は、小さい密度を有しかつ弱アルカリ性であることから、固化処理土として必要な強度を確保しながら、固化処理土の過度の硬化および強アルカリ性化（例えば、固化処理土のｐＨが１１．０以上となること）を防ぐことができる。
【００１７】
浚渫土とケイ酸カルシウム含有粉粒状物の混合のために用いられる混合手段の例としては、バックホウ、各種のミキサ（例えば、強制撹拌型ミキサ、パン型ミキサ、パドルミキサ、ロータリーハンマミキサ、４軸直列混合式ミキサ等）等が挙げられる。
ケイ酸カルシウム含有粉粒状物の量は、浚渫土１００質量部に対して、好ましくは１〜１０質量部、より好ましくは３〜８質量部、特に好ましくは４〜６質量部である。該量が１質量部以上であれば、固化処理土からの有機物の溶出をより抑制し、かつ、固化処理土の強度をより向上することができる。該量が１０質量部以下であれば、固化処理土が大量に発生して、この大量の固化処理土を用いた埋め戻し等において、余剰の固化処理土が発生する可能性がある。
【００１８】
本工程において、上記有機物の含有率が予め定めた特定の値を超える場合、浚渫土にケイ酸カルシウム含有粉粒状物を添加して混合し、次いで、水を加えて含水比を高めた後に、オゾン処理を行って、改良された浚渫土を得ることができる。
オゾン処理を行なう前に、浚渫土とケイ酸カルシウム含有粉粒状物を混合することで、浚渫土に含まれる有機物の分解を促進して、オゾン処理に要する時間や使用するオゾンの量を減らして、固化処理土中の残存オゾンの量をより小さくすることができる。また、固化処理土として必要な強度を確保しながら、固化処理土の過度の硬化および強アルカリ性化を防ぐことができる。
浚渫土とケイ酸カルシウム含有粉粒状物の混合のために用いられる混合手段や、ケイ酸カルシウム含有粉粒状物の混合量は、上述した有機物の含有率が予め定めた特定の値以下である場合と同様である。
【００１９】
水を加えた後のスラリー状の混合物（浚渫土とケイ酸カルシウム含有粉粒物と水の混合物）の含水比は、好ましくは２００〜８００％、より好ましくは３００〜６００％、特に好ましくは４００〜６００％である。該比が２００％以上であれば上記混合物とオゾンを十分に混合、接触させることができる。該比が８００％以下であれば、固化処理土の強度をより大きくすることができる。
なお、「含水比」（単位：％）とは、上記混合物に含まれる固体の質量に対する、上記混合物に含まれる水の質量の百分率（水／固体×１００）をいう。
上記混合物とオゾンを混合、接触させることで、浚渫土に含まれる有機物を分解することができ、固化処理土からの有機物の溶出を抑制することができる。
なお、オゾン処理を行なった後、固化処理土の強度をより大きくする観点から、脱水処理を行なって、固化処理土の含水比を小さくしてもよい。
また、本発明において、予め定めた特定の値は、処理方法の選択の基準として適宜定めた値であることから、本明細書中、「予め定めた特定の数値以下」及び「予め定めた特定の数値を超える」は、各々、「予め定めた特定の数値未満」及び「予め定めた特定の数値以上」に置き換えることができる。
【００２０】
本発明の処理方法によれば、セメント系固化材を用いなくても、浚渫土を処理することができ、得られた固化処理土を埋め土材料として海岸線の保全等に好適に使用することができる。
なお、本明細書中、セメント系固化材とは、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント等の各種ポルトランドセメントや、高炉セメント、フライアッシュセメント等の混合セメントや、エコセメント等のセメント、及び、これらのセメントを主成分（通常、５０質量％以上）として含み、かつ、各種の有効成分を副成分として含むものをいう。
また、本発明の処理方法によれば、浚渫土の処理を行なう前に、浚渫土中の有機物の含有率を測定することで、適切な浚渫土の処理方法を選択することができる。特に、簡易な方法（市販の赤外線水分計を用いて測定する方法や過酸化水素水を用いて測定する方法）を用いて浚渫土中の有機物の含有率を測定することで、現場において適切な浚渫土の処理方法を選定することができ、浚渫土の土質が大きく変化しても、処理方法の切り替えを迅速に行うことができる。