(57)【要約】【課題】土木工事現場から発生する泥土を建設資材として再使用するリサイクル率が高く、しかも、公共工事材料として使用できる種々の建設資材を再生することができる泥土集合処理プラントおよび泥土集合処理プラントの使用方法を提供する。【解決手段】土木工事にて発生した泥土を受入れて集合処理する泥土集合処理プラントであって、前記受入れた泥土を加水・解膠・分級して砂を分離した後、高圧脱水装置により脱水し、該濾液を中和処理して放流する第１の処理ラインと、前記受入れた泥土を加水・解膠しないで分級して大塊を分離した後、突き固め成型機によりブロックを製造する第２の処理ラインとを有することを特徴とする泥土集合処理プラントおよび泥土集合処理プラントの使用方法。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
土木工事にて発生した泥土を受入れて集合処理する泥土集合処理プラントであって、
前記受入れた泥土を加水・解膠・分級して砂を分離した後、高圧脱水装置により脱水し、該濾液を中和処理して放流する第１の処理ラインと、
前記受入れた泥土を加水・解膠しないで分級して大塊を分離した後、突き固め成型機によりブロックを製造する第２の処理ラインとを有することを特徴とする泥土集合処理プラント。
【請求項２】
前記第１の処理ラインに、前記高圧脱水装置による脱水後のケーキを解砕する解砕機を設けることを特徴とする請求項１に記載の泥土集合処理プラント。
【請求項３】
前記第１の処理ラインに、ナトリウムおよびイオウを除去するための薬品添加装置を設けることを特徴とする請求項１乃至請求項２に記載の泥土集合処理プラント。
【請求項４】
前記第１の処理ラインおよび／または第２の処理ラインに、固化材を添加する固化材添加装置を設けることを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の泥土集合処理プラント。
【請求項５】
前記第２の処理ラインに、前記突き固め成型機で製造されたブロックを解砕及び分級する解砕機及び分級機を設けることを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載の泥土集合処理プラント。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５に記載の泥土集合処理プラントの使用方法であって、複数の土木工事現場から発生した泥土を集めて、前記泥土集合処理プラントにて処理し、複数種の建設資材として再使用することを特徴とする泥土集合処理プラントの使用方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、航路・ダムなどの浚渫工事やトンネル工事などの土木工事にて発生する泥土を受け入れて集合処理する泥土集合処理プラントおよび泥土集合処理プラントの使用方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
航路・ダムなどの浚渫工事やトンネル工事などの土木工事では多量の泥土が発生し、地球環境問題とも相俟って、その処理方法が社会問題となっている。
土木工事で発生した泥土の処理方法に関しては、従来から種々の提案がなされている。
例えば、特開平６−２６４４６８号公報には、掘削工事によって排出された高含水泥土と速硬型固化材とをミキサで混練し、この混練物を解砕機で処理して粒径を小さくし、盛土等に使用可能な土砂に改良する方法が開示されている。
また、特開２０００−３３３９９号公報には、汚泥という無価値な廃棄物をコンクリート固化し再生砕石、コンクリートブロック、均しコンクリートという付加価値を与えて販売するリサイクル方法が開示されている。
さらに、特開平８−２５７３１７号公報には、浚渫工事における浚渫汚泥を挟雑物、石塊、礫、砂、細粒土に分離し脱水処理することによって脱水後の後処理および汚泥中の各脱水成分の土建用材料等への用材化が極めて容易な形に分離処理する方法が開示されている。
【０００３】
しかし、これらの従来技術は、泥土が発生する工事現場にて現場処理して最終処分場に廃棄するか、リサイクル現場に搬送して再生処理を行う方法であって、建設用資材としてリサイクルされる比率が低く、廃棄処分などの処理コストが高くつくという問題点があった。また  泥土のままでは搬送時に液状化による環境汚染、排出時のダンプの荷台等への固着等のハンドリングの悪さが生じていた。
さらに、従来の泥土の処理設備は泥土を突き固めてブロックを成型する突き固め成型機を有していなかったので、該処理設備で再生されるリサイクル品の強度が低く、ブロックやこれを破砕した擬似砂利、擬似砂を製造することができなかった。
【０００４】
図３は、従来の土木工事にて発生する泥土の処理フローを示す図である。
図３において、国や地方公共団体等の発注者３１は、航路・ダムの浚渫工事やトンネル工事を航路浚渫請負者３２、ダム浚渫請負者３３、トンネル工事請負者３４に発注し、各工事現場にて発生した泥土は各工事現場３５にて一次処理されて、新たに造成した浚渫土受入場所３６や最終処分場３７に廃棄されるか、リサイクル現場３８に搬送されて、再生処理がなされていた。
一方、国や地方公共団体等の発注者３１は、道路工事、護岸工事、盛土工事などの公共工事を、公共工事請負者３９に発注し、公共工事請負者３９は必要な公共工事材料を調達して工事を実施していた。
このように、従来の泥土の処理方法では、一部の泥土がリサイクル現場に搬送されて再生処理されるものの、そのリサイクル率は低く廃棄処分にかかる費用が高くつくうえ、公共工事材料に必要な種々の建設資材を再生することができなかったので公共工事材料の調達費用も高くなり、廃棄処分率が高いので地球環境の保護も不十分だった。
【０００５】
【特許文献１】特開平６−２６４４６８号公報
【特許文献２】特開２０００−３３３９９号公報
【特許文献３】特開平８−２５７３１７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前述のような従来技術の問題点を解決し、土木工事現場から発生する泥土を建設資材として再使用するリサイクル率が高く、しかも、公共工事材料として使用できる種々の建設資材を再生することができる泥土集合処理プラントおよび泥土集合処理プラントの使用方法を提供することを課題とする。
また  泥土のままの搬送時の液状化による環境汚染、排出時のダンプの荷台等への固着等のハンドリングの悪さを解消することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述の課題を解決するために鋭意検討の結果なされたものであり、土木工事現場から発生する泥土を集めて種々の建設資材として再生処理できる泥土集合処理プラントおよび泥土集合処理プラントの使用方法を提供するものであり、その要旨とするところは特許請求の範囲に記載した通りの下記内容である。
【０００８】
（１）土木工事にて発生した泥土を受入れて集合処理する泥土集合処理プラントであって、
前記受入れた泥土を加水・解膠・分級して砂を分離した後、高圧脱水装置により脱水し、該濾液を中和処理して放流する第１の処理ラインと、
前記受入れた泥土を加水・解膠しないで分級して大塊を分離した後、突き固め成型機によりブロックを製造する第２の処理ラインとを有することを特徴とする泥土集合処理プラント。
（２）前記第１の処理ラインに、前記高圧脱水装置による脱水後のケーキを解砕する解砕機を設けることを特徴とする（１）に記載の泥土集合処理プラント。
（３）前記第１の処理ラインに、ナトリウムおよびイオウを除去するための薬品添加装置を設けることを特徴とする（１）乃至（２）に記載の泥土集合処理プラント。
（４）前記第１の処理ラインおよび／または第２の処理ラインに、固化材を添加する固化材添加装置を設けることを特徴とする（１）乃至（３）に記載の泥土集合処理プラント。
（５）  前記第２の処理ラインに、前記突き固め成型機で製造されたブロックを解砕及び分級する解砕機及び分級機を設けることを特徴とする（１）乃至（４）に記載の泥土集合処理プラント。
（６）（１）乃至（５）に記載の泥土集合処理プラントの使用方法であって、複数の土木工事現場から発生した泥土を集めて、前記泥土集合処理プラントにて処理し、複数種の建設資材として再使用することを特徴とする泥土集合処理プラントの使用方法。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について、図１および図２を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明における泥土集合処理プラントの処理フローを示す図である。
図１において、航路・ダムなどの浚渫工事やトンネル工事などの土木工事現場から受入れた泥土は、本発明の泥土集合処理プラントにて再生処理されて、▲１▼盛土材、▲２▼ドレーン材、▲３▼植栽用土、▲３▼ブロック、▲５▼擬似砂利、▲６▼擬似砂、▲７▼砂のような複数種の建設資材として再生処理される。
【００１０】
図１において、１は受入れた泥土を加水・解膠・分級して砂を分離した後、高圧脱水装置により脱水し、該濾液を中和処理して放流する第１の処理ライン、２は受入れた泥土を加水・解膠しないで分級して大塊を分離した後、突き固め成型機によりブロックを製造する第２の処理ライン、３は泥土に加水してスラリー化する解膠機、４は砂を分離するための分級機、５は貯留槽、６は加水および必要に応じて薬品を添加するためのスラリー槽、７は高圧脱水装置、８は中和処理装置、９は解砕機、１０は薬品添加装置、１１は混合槽、１２は大塊を分離するための分級機、１３はセメント等を添加して混練するための混練機、１４は突き固め成型機、１５は破砕機、１６は擬似砂利と擬似砂を分離するための分級機を示す。
【００１１】
なお、本発明に使用する高圧脱水装置としては、通常、一般に使用されている０．７Ｍｐａ以上の脱水圧力を保持すればよいが、中でもコスト面より、スラリー状の泥土を濾布の間に挟み込んで４Ｍｐａ程度の圧力でプレスして濾過するフィルタープレスを用いることが好ましい。
また、本発明に使用する突き固め成型機の型式は問わないが、砂を含んだ泥土を油圧シリンダーにて２０Ｈｚ程度の周波数、２．５Ｍｐａ程度の圧力で振動加圧することによってブロックを成型する突き固め成型機を用いることが突き固め効率の点、処理能力の点等から好ましい。
また、前記第１の処理ライン１には、高圧脱水装置により脱水された濾液を中和処理して放流する中和処理装置８を設ける。これは受け入れた泥土の元来の性状、また本発明のおける薬品の添加などによって、酸性またはアルカリ性となった排水をそのまま放流すると環境を害する場合があるからである。
尚、前記中和処理装置８における中和剤として、炭酸ガス、硫酸、過酸化水素、苛性ソーダ等を適宜選択、添加することが好ましい。
通常は、前記の濾液は、処理後のＨＰが７〜８の間に調整された後、放流される。
【００１２】
また、前記突き固め成型機を用いた突き固めにおいて、泥土から生ずる分離液の処理工程は図１に示してないが、図１の解膠機１３に投入し、前記一連の処理をするとよい。
また、前記第１の処理ライン１に、ナトリウムおよびイオウを除去するための薬品添加装置１０を設けることが好ましい。ナトリウムおよびイオウを含む土を植栽用に用いることはできないので、これらをあらかじめ除去する必要がある。前記薬品添加装置１０により添加する薬品としては、例えばナトリウムの除去には塩化第２鉄を、また、イオウの除去には過酸化水素等が取り扱いコストの面から好ましい。
さらに、前記第１の処理ライン１および／または第２の処理ライン２に固化材を添加する固化材添加装置を設けることが好ましい。ある程度強度を必要とする▲２▼ドレーン材、▲４▼ブロック、▲５▼擬似砂利、▲６▼擬似砂を製造するためにセメントを添加することによって強度を上昇させることができる。
前記の固化材としては、  固化機能を有していればよく、コスト面からはセメント、環境面（中和作用）からはマグネシウム系石灰系の改良材、更には前記両者の中間的な作用を有している石灰系の改良材の中から選ばれる一つとすることが好ましい。
また、その添加量については、１０％対ＤＳ％以下では、添加による強度が向上せず、一方コスト面と混練設備等の保全の容易性より、その上限を５０％対ＤＳ％以下にするとよい。
【００１３】
以上の構成を有する泥土集合プラントにおいて、土木用にリサイクル可能な種々の建設資材の用途及びその製造方法について、以下、各建設資材毎に説明する。
▲１▼盛土材は、堤防や公園等の盛土として使用され、比較的低強度の建設資材である。その製法は、極めてシンプルであり、前記第１の処理ラインによる製造フロー、即ち、前記受入れた泥土を加水・解膠・分級して砂を分離した後、高圧脱水装置により脱水することにより製造される。尚、前記第１の処理ラインによる高圧脱水装置での濾過水は、通常、中間処理装置によりそのＰＨが通常６〜８の間になる如く調整され放流される。
尚、盛土材が堤防等に使用される場合、盛土後の流失防止のためその粒径が３５ｍｍ以下が必要である。従って、この場合には、図１に図示しているように第１の処理ラインの後流に配設されている解砕機にて解砕するとよい。
【００１４】
▲２▼ドレーン材は、浚渫処理用のポンドや道路等の覆砂に使用され、ある程度強度が必要な建設資材である。その製法は、前記第１の処理ラインの後流で解砕する製造フローにおいて、強度を増加させるために高圧脱水装置の前段において、固化材を添加し、前記解砕の後、養生するとよい。
▲３▼植栽用土は、造園用や農地用に使用され、ナトリウムやイオウを含まない建設資材である。その製法は、前記第１の処理ラインの後流で解砕する製造フローにおいて、前記ナトリウムやイオウを除去する目的で、高圧脱水装置の前段において、前記薬品を添加するとよい。尚、海岸・航路などの浚渫工事からの受入れた泥土等においては、植栽用土として害となる塩分を含むため、図１の破線で示している如く、高圧脱水の後、解膠・分級・加水・高圧脱水・を少なくとも１回以上繰り返し、該処理品中の塩分を除去するとよい。
▲４▼ブロックは、護岸・漁礁・潜堤用や再生骨材の原料として使用され、最も強度が必要な建設資材である。その製法は、２つに大別される。一つは、前記第１の処理ラインに固化材を添加した製造フローの後流で解砕し、その後、強度を増加させるために突き固め成型機にて、圧密・養生する方法であり、他の一つは、前記第２の処理ライン、即ち、前記受入れた泥土を加水・解膠しないで分級して大塊を分離した後、突き固め成型機によりブロックを製造する方法の途中で、固化材を添加するものであり、該突き固め成型機による圧密の後、養生する方法である。
前者の方法は解膠・加水がないことにより工程短縮となるため、処理を対象とする泥土が塩分を含まない場合に適しており、一方後者の方法は解膠・加水により砂分級・塩分除去ができるため、処理を対象とする泥土が塩分を含む場合に適している。従って、当該泥土集合処理プラントにて処理を対象とする泥土の性状により、両プロセスを適宜、使い分けるとよい。
【００１５】
▲５▼似砂利や▲６▼擬似砂は、共に路盤材等に使用され、最も強度が必要な建設資材である。従って、固化材による固化作用に突き固め成型機での圧密作用を相乗化させることにより強度が著しく向上する。
擬似砂利及び擬似砂の第１の製法は、前記第１の処理ラインの製造フローの途中で固化材を添加後、解砕し、その後、突き固め成型機にて圧密の後、養生・破砕し、分級する。また、第２の製法は、前記第２の処理ラインでの製造フローの途中でセメントを添加し、その後、突き固め成型機によりブロックを製造し、養生の後、破砕・分級する。
▲７▼砂は、覆砂等に使用される強度が高い建設資材である。
この製法は、図１から明らかなように、前記第１の処理ラインを使用して製造される種々の建設資材を製造する場合に副次的に製造される。この場合、分級されて製品とする砂の粒径は、建設資材例えば、覆土への使用時に浮遊して水質汚濁を防止可能とするため、沈降速度の点から約２ｍｍ以上にすると好ましい。
以上述べたように、本発明においては、受入れた泥土を加水・解膠・分級して砂を分離した後、高圧脱水装置により脱水する第１の処理ライン１と、受入れた泥土を加水・解膠しないで分級して大塊を分離した後、突き固め成型機によりブロックを製造する第２の処理ライン２とを有するので、▲７▼砂を除いたスラリーを高圧脱水して▲１▼盛土材、▲２▼ドレーン材、▲３▼植栽用土に加えて、▲７▼砂を含む泥土を突き固めて強度の高い▲４▼ブロック、および、これを破砕・分級した▲５▼擬似砂利、▲６▼擬似砂を造り分けることができるので、泥土を建設資材として再使用できるリサイクル率を著しく高めることができるうえ、再生する建設資材の製造量のバランスをコントロールすることができるので、必要量に見合った建設資材を製造することができる。  また、搬送時に液状化による環境汚染、排出時のダンプの荷台等への固着等のハンドリングの悪さが解消される。
【００１６】
図２は、本発明の泥土集合処理プラントの使用方法のフローを示す図である。
図２において、国や地方公共団体等の発注者２１は、航路・ダムの浚渫工事やトンネル工事を航路浚渫請負者２２、ダム浚渫請負者２３、トンネル工事請負者２４に発注する際の発注仕様書内に発生泥土を本発明の泥土集合処理プラントで処理するように指示する。
このように、あらかじめ工事の発注段階で、発生する泥土を泥土集合処理プラントにて再生処理することが決められているので、工事の発注額を削減することができるうえ、従来に比べて泥土の処理費用を約半分程度に低減させることができる。
【００１７】
各工事現場にて発生した泥土は泥土集合処理プラント２５に集められて、公共工事材料として複数種の建設資材として再生処理される。
一方、国や地方公共団体等の発注者２１は、道路工事、護岸工事、盛土工事などの公共工事を、公共工事請負者２６に発注する際の発注仕様書内に泥土集合プラントで再生処理された複数種の建設資材を工事材料として使用するように指示する。
このように、あらかじめ工事の発注段階で、泥土集合処理プラントにて再生処理した複数種の建設資材を工事材料として使用することが決められているので、工事の発注額を削減することができるうえ、従来に比べて工事材料の調達費用を約半分程度に低減させることができるうえ、泥土の廃棄処分率を著しく低減できるので地球環境の保護にも効果が大きい。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によれば、土木工事現場から発生する泥土を建設資材として再使用するリサイクル率が高く、しかも、公共工事材料として使用できる種々の建設資材を再生することによって工事費用および資材費用を著しく低減でき、地球環境保護にも大きな効果がある泥土集合処理プラントおよび泥土集合処理プラントの使用方法を提供することができ、産業上有用な著しい効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における泥土集合処理プラントの処理フローを示す図である。
【図２】本発明の泥土集合処理プラントの使用方法のフローを示す図である。
【図３】従来の土木工事にて発生する泥土の処理フローを示す図である。
【符号の説明】
１：第１の処理ライン、２：第２の処理ライン、３：解膠機、４：分級機、
５：貯留槽、６：スラリー槽、７：高圧脱水装置、８：中和処理装置、
９：解砕機、１０：薬品添加装置、１１：混合槽、１２：分級機、
１３：混練機、１４：突き固め成型機、１５：破砕機、１６：分級機、
１７：固化材添加装置、２１：発注者、２２：航路浚渫請負者、
２３：ダム浚渫請負者、２４：トンネル工事請負者、
２５：泥土集合処理プラント、２６：公共工事請負者、３１：発注者、
３２：航路浚渫請負者、３３：ダム浚渫請負者、３４：トンネル工事請負者、
３５：工事現場、３６：浚渫土受入場所、３７：最終処分場、
３８：リサイクル現場、３９：公共工事請負者、
【図１】
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【図２】
2004154729.tif 000004
【図３】
2004154729.tif 000005