(57)【要約】【課題】従来のペーパースラッジ灰からなる地盤改良材は、安価であるが酸化カルシウムを含有しているため、土壌と練り混ぜると、土中の水分と反応し、水酸化カルシウムを生成し改良土もアルカリ性を呈する。このような改良土は植生に不適当であるとともに、地下水のｐＨも上昇させてしまうという問題点がある。【解決手段】容器本体１２内にペーパースラッジ灰および水を入れ、攪拌翼１６によりこの混合物１１をよく攪拌し、二酸化炭素を容器本体１２内に加圧添加し、中性化処理を行う。中性化処理完了後、ペーパースラッジ灰を取り出し、乾燥工程に施し、水分をほぼ蒸発させ、地盤改良材を得る。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルカリ性ペーパースラッジ灰に対し、１０〜３０重量％の水を加え、続いて二酸化炭素を添加して中性化処理することを特徴とする地盤改良材の製造方法。
【請求項２】
二酸化炭素を加圧添加することを特徴とする請求項１に記載の地盤改良材の製造方法。
【請求項３】
ペーパースラッジ灰および水を収容する容器本体と、
前記容器本体に設けられるとともに前記容器本体の底部から二酸化炭素を導入することのできるバルブと、
前記容器本体内のペーパースラッジ灰および水を攪拌することのできる攪拌翼と、
を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の製造方法を行うための装置。
【請求項４】
前記容器本体内にかかる圧力を検出することのできる圧力計をさらに備えたことを特徴とする請求項３に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地盤改良材の製造方法およびそのための装置に関するものであり、さらに詳しくは、環境負荷が小さく、かつ植生に適したペーパースラッジ灰からなる地盤改良材を、安価にかつ効率的に製造することのできる方法およびそのための装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ペーパースラッジ灰は、製紙工程で発生する短繊維を主体とするスラッジを焼却処理して発生する廃棄物であり、従来そのほとんどは埋め立て等により処理されている。現在、ペーパースラッジ灰は、鉄の酸化防止剤やアスファルト充填材、肥料、建築ボード増量材等として一部が再利用されている。この他、特開平９−２４９４４６号公報には、石炭灰に、ペーパースラッジ灰、廃タイヤ乾留炭化物、可燃性ゴミ乾留炭化物、粘土を配合し、水を加えて成形した後、仮焼して、石炭灰を再生し、これを製鋼用保温材等に用いる方法が開示されている。
【０００３】
一方、土木工事で用いる地盤改良材としては、安価なものとしてセメント系、石灰系等のものが挙げられるが、水酸化カルシウムの生成により土中のｐＨが高くなり、植生には不適当であるとともに、地下水に流出し地下水のｐＨも上昇させてしまうという問題点がある。
また、ペーパースラッジ灰は、地盤改良材として安価に入手できるが、酸化カルシウムを含有しているため、土壌と練り混ぜると、土中の水分と反応し、水酸化カルシウムを生成し改良土もアルカリ性を呈する。したがって、前記と同様の問題点がある。
このように、従来の地盤改良材は、環境負荷、植生の点で課題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
したがって本発明の目的は、環境負荷が小さく、かつ植生に適したペーパースラッジ灰からなる地盤改良材を、安価にかつ効率的に製造することのできる方法およびそのための装置の提供にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、上記のような従来の課題を解決することができた。
すなわち本発明は、アルカリ性ペーパースラッジ灰に対し、１０〜３０重量％の水を加え、続いて二酸化炭素を添加して中性化処理することを特徴とする地盤改良材の製造方法を提供するものである。
また本発明は、二酸化炭素を加圧添加することを特徴とする前記の地盤改良材の製造方法を提供するものである。
また本発明は、ペーパースラッジ灰および水を収容する容器本体と、前記容器本体に設けられるとともに前記容器本体の底部から二酸化炭素を導入することのできるバルブと、前記容器本体内のペーパースラッジ灰および水を攪拌することのできる攪拌翼とを備えたことを特徴とする前記の製造方法を行うための装置を提供するものである。
また本発明は、前記容器本体内にかかる圧力を検出することのできる圧力計をさらに備えたことを特徴とする前記の装置を提供するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をさらに説明する。
本発明は、製紙業界の産業廃棄物であるペーパースラッジ灰を有効利用するものである。ペーパースラッジ灰は、製紙工程で発生する短繊維を主体とするスラッジの焼却処理により発生する灰分である。
【０００７】
まず、本発明によれば、アルカリ性ペーパースラッジ灰に水を添加する。添加する水の量は、ペーパースラッジ灰に対し、１０〜３０重量％である。１０重量％未満であると、水酸化カルシウムの生成が不十分でＣＯ２により完全に中性化されない不具合があり、逆に３０重量％を超えるとペーパースラッジ灰がもつ吸水性が損なわれ改良材としての機能を有しなくなる。また、乾燥の工程でも過剰な加水は乾燥に必要以上の時間を要する不具合がある。
次に、二酸化炭素を添加してペーパースラッジ灰の中性化処理を行う。なお、二酸化炭素の添加前には、水とペーパースラッジ灰をよく攪拌しておくのが好ましい。また、二酸化炭素は、ペーパースラッジ灰および水に対し、圧力がかかるようにして添加するのが好ましい。このときの加圧状態は、下記で説明するような容器本体にペーパースラッジ灰および水を収容した場合、容器本体内の圧力が１〜２ｋｇ／ｃｍ２になる程度が好ましい。このように二酸化炭素を加圧添加することにより、ペーパースラッジ灰粒子の内部まで二酸化炭素が行き渡り、中性化反応が良好に進行する。
中性化処理後のペーパースラッジ灰は、例えば８０〜１１０℃の乾燥工程に施すことにより、地盤改良材が得られる。
【０００８】
図１は、本発明の製造方法を実施することのできる装置の一例を示す概略図である。
図１において、本発明の装置１０は、ペーパースラッジ灰および水を収容する容器本体（円筒型密閉容器本体１２）と、容器本体１２の底部に設けられるとともに容器本体１２内に二酸化炭素を導入することのできるバルブ１４と、容器本体１２内のペーパースラッジ灰および水の混合物１１を攪拌することのできる攪拌翼１６とを備えている。
また容器本体１２には、容器本体１２内にかかる圧力を検出することのできる圧力計１８をさらに備えている。
攪拌翼１６は、軸部１６０２と翼部１６０４とで構成され、図示しない回転手段により、矢印方向に軸部１６０２が回転するようになっている。なお、バルブ２０は、二酸化炭素を容器本体１２から逃し、圧力を解除するために設けられている。
【０００９】
本発明の製造方法を実施する場合は、まず容器本体１２内にペーパースラッジ灰および水の混合物１１を収容し、攪拌翼１６により混合物１１をよく攪拌する。
続いて、二酸化炭素をバルブ１４を介して容器本体１２の底部から混合物１１にバブリングして導入する。このとき、底部全体から二酸化炭素を導入できるようにしておけば、ペーパースラッジ灰と二酸化炭素との均一な接触が達成され好ましい。
また、前記したように、二酸化炭素は、容器本体１２内の圧力が１〜２ｋｇ／ｃｍ２になるように、加圧添加するのが好ましい。この加圧添加により、ペーパースラッジ灰粒子の内部まで二酸化炭素が行き渡り、中性化反応が良好に進行する。加圧状態は、圧力計１８が所望の圧力を示すように二酸化炭素の導入量を調節することにより容易に制御することができる。なお、中性化処理時間は、容器本体１２内のペーパースラッジ灰量等によって適宜決定すればよいが、例えば、ペーパースラッジ灰量が１ｋｇであり、二酸化炭素の加圧状態が１ｋｇ／ｃｍ２であるとき、３０〜６０分程度が好ましい。また中性化処理温度は、常温（気温）が好ましい。中性化処理後は、バルブ２０を開放し、容器本体１２内の二酸化炭素を逃し、圧力を解除し、処理されたペーパースラッジ灰を取り出し、前記のような乾燥工程に施し、地盤改良材が得られる。
【００１０】
【作用】
アルカリ性ペーパースラッジ灰に水を加えると、ペーパースラッジ灰中の酸化カルシウム（ＣａＯ）が発熱を伴って水酸化カルシウムＣａ（ＯＨ）２となる。
続いて二酸化炭素（ＣＯ２）を添加することにより、不溶性の炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）が生成され中性化処理され、適宜乾燥することにより地盤改良材が得られる。
本発明により得られた地盤改良材は、水酸化カルシウムの生成による土壌または地下水のｐＨ上昇の問題点が解決され、植生に適し、環境上有利である。
また、製紙業界の産業廃棄物であるペーパースラッジ灰を建設業界の地盤改良材として用いているので、製紙業界の産業廃棄物を減量化し、なおかつ建設分野においては工事費のコストダウンを図ることができ、両業界にとって有益である。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明を実施例によりさらに説明する。
（実施例１）
図１に示すような装置を用いて、地盤改良材を製造した。
実験室内において、２．６リットル容の容器本体１２内にペーパースラッジ灰５００ｇおよび水１００ｇを収容し、攪拌翼１６によりこの混合物１１をよく攪拌した。攪拌後の混合物１１のｐＨは、１２．５であった。続いて、二酸化炭素をバルブ１４を介して容器本体１２の底部全体から混合物１１にバブリングして導入した。導入は、２リットル／分で５分間行った。このとき、圧力計１８で確認したところ、容器本体１２の内の圧力は２．０ｋｇ／ｃｍ２であった。この条件において、攪拌翼１６を回転させながら、中性化処理を２０分行った。中性化処理完了後の混合物１１のｐＨは、８．３であった。続いて、バルブ２０を開放し、容器本体１２内の二酸化炭素を逃し、圧力を解除し、処理されたペーパースラッジ灰を取り出し、１１０℃の乾燥工程に１５時間施し、水分をほぼ蒸発させ、地盤改良材を得た。製造された地盤改良材は、土壌に混合しても水酸化カルシウムが生成されず、土中のｐＨを上昇させたり、地下水に流出し地下水のｐＨも上昇させたりすることがなかった。また植生には適当であることが確認された。
【００１２】
【発明の効果】
本発明によれば、環境負荷が小さく、かつ植生に適したペーパースラッジ灰からなる地盤改良材を、安価にかつ効率的に製造することのできる方法およびそのための装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造方法を実施することのできる装置の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
１０　本発明の装置
１１　ペーパースラッジ灰および水の混合物
１２　容器本体
１４，２０　バルブ
１６　攪拌翼
１６０２　軸部
１６０４　翼部
１８　圧力計
【図１】
2004059830.tif 000003