(57)【要約】【課題】  廃棄物として処理する汚染土壌やコンクリート廃材などを容易な加工を施して深海に流し込んで処理する廃棄物処理システム及び処理方法を提供することを目的とする。【解決手段】  汚染土壌やコンクリート廃材、草木を含む廃棄物を種類ごと又は大きさごとに選別する選別手段と、該選別手段によって選別された前記草木を粉末状の炭化物に処理する炭化物処理手段と、前記選別手段によって選別された前記コンクリート廃材を粉砕する粉砕手段と、前記粉末状の炭化物と、汚染土壌と、粉砕された前記コンクリート廃材に海水を混練して埋立材を生成する埋立材生成手段と、前記埋立材を５０００ｍ以上の深海まで延びるパイプラインを利用して圧送する圧送手段とを備えることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚染土壌やコンクリート廃材、草木を含む廃棄物を種類ごと又は大きさごとに選別する選別手段と、
該選別手段によって選別された前記草木を粉末状の炭化物に処理する炭化物処理手段と、
前記選別手段によって選別された前記コンクリート廃材を粉砕する粉砕手段と、
前記粉末状の炭化物と、汚染土壌と、粉砕された前記コンクリート廃材に海水を混練して埋立材を生成する埋立材生成手段と、
前記埋立材を５０００ｍ以上の深海まで延びるパイプラインを利用して圧送する圧送手段とを備えることを特徴とする廃棄物処理システム。
【請求項２】
前記選別手段は、廃棄物を種類や大きさごとにふるいで篩い分け、前記汚染土壌は粒度ごとに選別し、選別した前記草木は前記炭化物処理手段へ送り、選別した前記コンクリート廃材は前記粉砕手段へ送ることを特徴とする請求項１記載の廃棄物処理システム。
【請求項３】
前記埋立材生成手段は、前記汚染土壌と、粉砕された前記コンクリート廃材と、前記粉末状の炭化物及び海水を混練してスラリー状の埋立材を生成することを特徴とする請求項１記載の廃棄物処理システム。
【請求項４】
前記パイプラインは複数のパイプを連結して構成され、先端には錘が取り付けられ、後端には、前記スラリー状の埋立材を流し込むための油圧ピストンシリンダーが設けられていることを特徴とする請求項１記載の廃棄物処理システム。
【請求項５】
前記錘は、前記パイプと同形状のパイプ部と、該パイプ部の上部に設けられる係留孔と、
該パイプ部から下方に延びる脚部と、該脚部の間に配置されるコンクリートブロックから構成されていることを特徴とする請求項４記載の廃棄物処理システム。
【請求項６】
汚染土壌やコンクリート廃材、草木を含む廃棄物を処理する廃棄物処理方法であって、
廃棄物に含まれる前記汚染土壌や前記コンクリート廃材、前記草木をそれぞれ種類ごと又は大きさごとに選別し、
前記コンクリート廃材を粉砕処理し、
前記草木を加熱によって炭化物処理して粉末状の炭化物を生成し、
前記汚染土壌と、粉砕された前記コンクリート廃材と、前記粉末状の炭化物とを海水と混練して、スラリー状の埋立材を生成し、
該スラリー状の埋立材を５０００ｍ以上の深海まで延びるパイプラインに流し込み圧送することを特徴とする廃棄物処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚染土壌やコンクリート廃材、草木などの廃棄物を処理する廃棄物処理システム及び処理方法に関し、廃棄物を炭化及び粉砕処理し、それぞれを混合させた生成物を海底に流し込むことで廃棄物を処理する廃棄物処理システム及び処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
道路改修や建物等の解体時に発生するコンクリート廃材で代表される様々な廃棄物は数多く排出され、社会問題になっていることは周知であり、その解決のための提案も数多くなされている。
【０００３】
コンクリート廃材は、主に粉砕して骨材を取り出し再生骨材として利用するリサイクル方法が確立されているものの、近年のビル等の建て直しや解体で発生する大量のコンクリート廃材を全てリサイクルすることは困難であり、一部のコンクリート廃材は、処分場での埋立処分が行われている。
【０００４】
ところが、全国各地にある処分場は、すでに満杯のところや使用残余年数があとわずかといったところであり、新設はもちろん拡充・改修については地域住民の反対や土地の高騰によって苦慮しているのが現状である。
【０００５】
また、上記と同様に処分に苦慮しているのが、２０１１年に起きた福島第一原子力発電所の事故による放射能汚染された地域の除染作業で発生した汚染土壌やコンクリート廃材であり、この汚染土壌やコンクリート廃材は、フレコンパック（大型の土嚢袋）袋詰めした状態で中間貯蔵施設に山積みにされたままの状態で、大量に保管されているのが現状で、未だ最終処分する方法が確立されていない状況である。
【０００６】
そこで、特許文献１には放射能汚染された廃棄物を海中の海洋プレートの移動現象を利用し、大陸プレートの下に引き込ませて処理することで、環境に与える悪影響を未然に防止することができる方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１４−６２８８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、海洋プレートは年間数ｃｍ程度でしか沈み込まず、きちんと放射能廃棄物が引き込まれるかどうかも不明なことから特許文献１に記載の発明を実現することは困難である。
【０００９】
本発明は係る問題に鑑みてなされたものであり、廃棄物として処理する汚染土壌やコンクリート廃材などを容易な加工を施して深海に流し込んで処理する廃棄物処理システム及び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】
【００１０】
上記問題を解決するために本発明は、汚染土壌やコンクリート廃材、草木を含む廃棄物を種類ごと又は大きさごとに選別する選別手段と、該選別手段によって選別された前記草木を粉末状の炭化物に処理する炭化物処理手段と、前記選別手段によって選別された前記コンクリート廃材を粉砕する粉砕手段と、前記粉末状の炭化物と、汚染土壌と、粉砕された前記コンクリート廃材に海水を混練して埋立材を生成する埋立材生成手段と、前記埋立材を５０００ｍ以上の深海まで延びるパイプラインを利用して圧送する圧送手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
また、前記選別手段は、廃棄物を種類や大きさごとにふるいで篩い分け、前記汚染土壌は粒度ごとに選別し、選別した前記草木は前記炭化物処理手段へ送り、選別した前記コンクリート廃材は前記粉砕手段へ送ることを特徴とする。
【００１２】
また、前記埋立材生成手段は、前記汚染土壌と、粉砕された前記コンクリート廃材と、前記粉末状の炭化物及び海水を混練してスラリー状の埋立材を生成することを特徴とする。
【００１３】
また、前記パイプラインは複数のパイプを連結して構成され、先端には錘が取り付けられ、後端には、前記スラリー状の埋立材を流し込むための油圧ピストンシリンダーが設けられていることを特徴とする。
【００１４】
また、前記錘は、前記パイプと同形状のパイプ部と、該パイプ部の上部に設けられる係留孔と、該パイプ部から下方に延びる脚部と、該脚部の間に配置されるコンクリートブロックから構成されていることを特徴とする。
【００１５】
さらに、本発明は、汚染土壌やコンクリート廃材、草木を含む廃棄物を処理する廃棄物処理方法であって、廃棄物に含まれる前記汚染土壌や前記コンクリート廃材、前記草木をそれぞれ種類ごと又は大きさごとに選別し、前記コンクリート廃材を粉砕処理し、前記草木を加熱によって炭化物処理して粉末状の炭化物を生成し、前記汚染土壌と、粉砕された前記コンクリート廃材と、前記粉末状の炭化物とを海水と混練して、スラリー状の埋立材を生成し、該スラリー状の埋立材を５０００ｍ以上の深海まで延びるパイプラインに流し込み圧送することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、土木工事や建物解体時に発生するコンクリート廃材や、汚染された地域における土壌回復作業で発生する汚染土壌や草木を、粉砕処理や炭化物処理を行い、得られた土砂や粉末状の炭化物と海水を混練してスラリー状の埋立材を生成することで、深海まで延びるパイプラインでスラリー状の埋立材を圧送することで廃棄処理することが可能となる。
【００１７】
例え、重金属や放射能に汚染された土壌やコンクリート廃材、草木であったとしても、水圧が５００トンあり深さ５０００ｍ以上の深海は広大な面積でしかも、海盆と云われる広大な皿状の地形で流れが非常に小さいため、海面に上がってくることなく深海に留まさせることができる。このため、環境への負荷を最小限にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態に係る廃棄物処理システムの構成を示す概略図である。
【図２】炭化・粉砕プラントの構成を示した図である。
【図３】埋立材圧送プラント２０の構成を示した図である。
【図４】図４（ａ）は錘の構成を示した正面図であり、図４（ｂ）は錘の構成を示した側面図である。
【図５】廃棄物処理の方法についての流れを説明するフローチャートである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、図面を参照して本実施形態に係る廃棄物処理システム及び廃棄方法について説明する。
図１は、本実施形態に係る廃棄物処理システムの構成を示す概略図である。
図１に示すように、廃棄物処理システム１は、予め洋上に構築された堤防２に運搬される廃棄物を炭化処理または粉砕処理し、処理されたものを混合してスラリー状の埋立材を生成し、深海へ流すことで廃棄物を処理するといったものである。
【００２０】
堤防２には炭化・粉砕プラント１０と、埋立材圧送プラント２０とが構築されている。本実施形態で示す廃棄物とは、建物の建設時や解体時に発生する土壌やコンクリート廃材や、土壌汚染による土地の回復時に発生する汚染土壌や石塊、草木といったものである。
【００２１】
これら廃棄物の入ったプレコンパックを船舶１００によって堤防２まで運搬し、まず、炭化・粉砕プラント１０で廃棄物を炭化処理または粉砕処理する。そして、これら処理を行った廃棄物を埋立材圧送プラント２０によって混合してスラリー状の埋立材４０を生成し、海底へ延びるパイプライン３０によって深海である５０００ｍ以上の深さに埋立材４０を圧送する。
【００２２】
なお、大量に船積みされてくるプレコンパックが、本処理システムの廃棄物の処理能力以上の量の場合、搬送車によってプレコンパックをストックするためのストックヤード（図示せず）へ保管しておく。そして、船舶１００の出港後、このストックヤードからプレコンパックを処理プラントへ搬入する。
【００２３】
＜炭化・粉砕プラント１０＞
図２は、炭化・粉砕プラントの構成を示した図である。
図２に示すように、炭化・粉砕プラント１０は、運搬された廃棄物を選別するふるい機１１と、草木を炭化処理する炭化処理プラント１２と、汚染土壌や石塊、コンクリート廃材を粉砕するための粉砕プラント１３と、粗粒土砂をストックするための粗粒土砂ストックヤード１４と、細粒土砂をストックするための細粒土砂ストックヤード１５と、各所に廃棄物を運搬するためのベルトコンベア１６と、各所に設置されたホッパー１７ａ〜１７ｄとで構成されている。
【００２４】
ふるい機１１は、一般的なふるい機であって、船舶１００によって運搬される廃棄物を汚染土壌や石塊、コンクリート廃材、草木に選別する。これら廃棄物は、船舶１００から堤防２に設置されているホッパー１７ａに投入され、ベルトコンベア１６によってふるい機１１へ運ばれる。
【００２５】
ふるい機１１では、運ばれた廃棄物から汚染土壌、石塊、コンクリート廃材及び草木を選別する。ふるい機１１によって選別された粒度が５０〜１００ｍｍ程度の大きさの粗粒土砂は、ベルトコンベア１６によって粗粒土砂ストックヤード１４へ運ばれる。
【００２６】
また、ふるい機１１によって選別された粒度が１〜５０ｍｍ程度の大きさの細粒土砂は、ベルトコンベア１６によって細粒土砂ストックヤード１５へ運ばれる。さらに、粒度が比較的大きい石塊やコンクリート廃材は、ベルトコンベア１６によって粉砕プラント１３へ運ばれる。
【００２７】
粉砕プラント１３へ運ばれた石塊やコンクリート廃材は、粉砕プラント１３が備える粉砕機１３ａによって適当な大きさまで粉砕し、再びベルトコンベア１６でふるい機１１へ運ばれ、ふるい機１１によって大きさの選別を行う。
【００２８】
さらに、ふるい機１１で選別された草木は、ベルトコンベア１６によって炭化処理プラント１２へ運ばれる。炭化処理プラント１２は、草木を加熱し炭化物を生成するための加熱炉１２ａと、生成した炭化物を粉末状にするための粉砕機１２ｂと、粉末状の炭化物をストックするための炭化物ストックヤード１２ｃとから構成されている。
【００２９】
加熱炉１２ａは、電気式、ガス式または液体燃料式で稼働する加熱炉であり、投入された草木を７００〜９００℃の温度で加熱し炭化処理を行う。そして、炭化処理された炭化物は粉砕機１２ｂによって粉末状にされ、炭化物ストックヤード１２ｃでストックされる。
【００３０】
そして、炭化物ストックヤード１２ｃから粉末状の炭化物はホッパー１７ｂへ投入され、粗粒土砂は、粗粒土砂ストックヤード１５からホッパー１７ｃ投入され、細粒土砂は、細粒土砂ストックヤード１７ｄへ投入され、それぞれベルトコンベア１６により、埋立材圧送プラント２０へ運ばれる。     
【００３１】
＜埋立材圧送プラント２０＞
図３は、埋立材圧送プラント２０の構成を示した図である。
図３に示すように、埋立材圧送プラント２０は、細粒土砂用ホッパー２１と、粗粒土砂用ホッパー２２と、炭化物用ホッパー２３と、計量器２１ａ〜２３ａと、海水タンク２４と、ミキサー２５とから構成されている。
【００３２】
ベルトコンベア１６で運ばれた粗粒土砂、細粒土砂及び粉末状の炭化物は、それぞれのホッパー２１〜２３へ投入される。そして、それぞれの土砂及び炭化物は、計量器２１ａ〜２３ａによって適量を計量され、ミキサー２５へ投入される。
【００３３】
なお、この時、適当な量の海水が海水タンク２４からミキサー２５へ注入される。ミキサー２５は、投入された粗粒土砂、細粒土砂、粉末状の炭化物及び海水を混練してスラリー状の埋立材を生成する。そして、生成されたスラリー状の埋立材は、ミキサー２５から、ミキサー２５の下部に接続するパイプライン３０へ送られる。
【００３４】
＜パイプライン３０＞
パイプライン３０は、図１に示すように、船舶２００によって複数のパイプ３１を海面上で連結させて構成する。パイプライン３０の先端を海底の深さ約５０００ｍに到達させるためには、パイプライン３０の全長は約７４００ｍ必要であり、この長さになるように複数のパイプ３１を連結させる。
なお、パイプライン３０の先端をどれくらいの深さまで到達させるかによって、パイプライン３０の全長を変更することは可能である。
【００３５】
パイプライン３０の先端には錘３２が取り付けられており、後端には、油圧ピストンシリンダー３５が設けられている。複数のパイプ３１の連結後、船上操作によってパイプライン３０内に海水を注入し空気を抜き、錘３１の重さで海底まで沈下させる。
【００３６】
錘３２には、ブイ３４に係留しているワイヤー３３が取り付けられており、パイプライン３０を海底まで沈下させた際に、ブイ３４は海面上に浮遊し、ワイヤー３３は伸長した状態となる。このワイヤー３３を取り付けることによって、パイプライン３０の故障時にワイヤー３３を巻き上げることでパイプライン３３の修理を行うことができる。
【００３７】
図４（ａ）は、錘の構成を示した正面図であり、図４（ｂ）は、錘の構成を示した側面図である。
錘３２は、図４に示すように、パイプ３１と同形状のパイプ部３２ａと、この円柱３２ａから下方に延びる脚部３２ｂと、パイプ部３２ａの上部に設けられる係留孔３２ｃと、係留孔３２ｃ付近に設けられるカメラ３２ｄとから構成されている。脚部３２ｂは、パイプライン３０が海底に接地しないようにするために約４〜６ｍの高さを有する。なお、パイプライン３０の一部にも同様の脚部３２ｂを設けることも可能である。
【００３８】
脚部３２ｂの間には、複数のコンクリートブロック４０を配置され錘３２本体の重量を増加させることにより錘本来の役目を果たすことができる。また、係留孔３２ｃは、上記したワイヤー３３を係留させることができる。
【００３９】
カメラ３２ｄは、錘３２のパイプ部３２ａの先端から排出されるスラリー状の埋立材の排出状況を撮影するものである。カメラ３２ｄは電源供給及び通信を行うためのケーブル３２ｅに接続されており、このケーブル３２ｅは、パイプライン３０に沿うようにして堤防２に設置されている管理施設（図示せず）まで延びている。そして、カメラ３２ｄで撮影されたスラリー状の埋立材の排出状況を管理施設で見ることができる。
【００４０】
次に、図５を参照して廃棄物処理方法について説明する。
図５は、廃棄物処理の方法についての流れを説明するフローチャートである。
まず、船舶１００によって廃棄物を堤防２まで運搬する（ステップＳ１）。廃棄物は例えば土嚢袋に入れられており、土嚢袋から廃棄物のみを堤防２に設置されているホッパー４に投入する。
【００４１】
次に、ホッパー４に投入された廃棄物は、ベルトコンベア３によって炭化・粉砕プラント１０へ運ばれ、廃棄物を選別される（ステップＳ２）。
炭化・粉砕プラント１０では、ふるい機１１によって廃棄物である汚染土壌、石塊、コンクリート廃材、草木を大きさや種別ごとに選別する。汚染土壌、石塊、コンクリート廃材のうち、粗粒土砂（粒度が約５０〜１００ｍｍ）に選別された汚染土壌、石塊、コンクリート廃材は、粗粒土砂ストックヤード１４へ運ばれ、細粒土砂（粒度が約１〜５０ｍｍ）に選別された汚染土壌、石塊、コンクリート廃材は、細粒土砂ストックヤード１５へ運ばれる。
【００４２】
また、粒度が比較的大きい石塊やコンクリート廃材は、粉砕機１７へ運ばれ、所定の大きさになるまで粉砕され、再度、ふるい機１１によって大きさごとに選別される。
また、ふるい機１１によって選別された草木は、炭化処理プラント１２へ運ばれる。
【００４３】
炭化処理プラント１２へ運ばれた草木は加熱炉１２ａによって炭化物に処理され、粉砕機１２ｂによって粉末状の炭化物に処理される（ステップＳ３）。
次に、粗粒土砂、細粒土砂、粉末状の炭化物は、それぞれベルトコンベア３によって埋立材圧送プラント２０へ運ばれ、埋立材を生成する（ステップＳ４）。
【００４４】
埋立材圧送プラント２０では、運ばれた粗粒土砂、細粒土砂、粉末状の炭化物に海水を混ぜ、混練することでスラリー状の埋立材を生成する。粗粒土砂、細粒土砂、粉末状の炭化物及び海水はそれぞれ適量な量を計測してミキサー２５によって混練され、スラリー状の埋立材が生成される。
【００４５】
スラリー状の埋立材は粘性の高い流動性を有し、深海へ流し込んだ場合でも海水に溶け込むことがなく、また、埋立材に含まれる微粒子などが浮遊物として海水中に生じないような粘性を有している。ミキサー２５の下部に接続されているパイプライン３０へ流し込まれる。パイプライン３０へ流し込まれるスラリー状の埋立材は、パイプライン３０の後端に設けられている油圧ピストンシリンダー３５によって押し込まれ、パイプライン３０内を通って、海底の約５０００ｍ以上の水圧５００トンある深さまで流し込む（ステップＳ５）。
【００４６】
海底に流し込まれたスラリー状の埋立材は、パイプライン３０の先端付近（深さ約５０００ｍ）に留まることなく、海底に沿って深さ約５８００ｍ付近まで流れ込んでいき、その場に堆積する。
【００４７】
このように、本実施形態では、建物の建設時または解体時に発生する土壌やコンクリート廃材、汚染された土地回復時に発生する汚染土壌や石塊、草木などをスラリー状の埋立材に加工して広大な面積を有し、水圧が５００トンある深海（深さ約５８００ｍ付近）に流し込む。深海は流れが非常に小さいためスラリー状の埋立材が流れることなくその場に長い間留まらせることができるほか、スラリー状の埋立材は粘性を有しているため、海水に溶け込んだり、スラリー状の埋立材に含まれる微粒子などが海水中に浮遊したりすることを防止でき、環境への負荷を最小限にして廃棄物を処理することが可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１    廃棄物処理システム
２    堤防
３    ベルトコンベア
４    ホッパー
１０    炭化・粉砕プラント
２０    埋立材圧送プラント
３０    パイプライン
【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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