(57)【要約】【課題】含水比が１００重量％以上の泥水状の建設汚泥を改質し、コーン指数２００ｋＮ／ｍ２を超える強度を備え、略中性で、取り扱い易い粒状の処理土を得る。【解決手段】建設汚泥３０に石膏などの固化剤２１を添加し、攪拌混合して、造粒が可能なスラリー状の第１改質物５１を得る。ついで、高分子凝集剤と、好ましくは吸水性が低い混合助剤とを混合剤２５の形態で前記第１改質物５１に添加し、攪拌混合して、粒状化された泥状の第２改質物５２を得る。さらに、前記第２改質物５２に、解繊された古紙などからなる吸水性の吸水剤２４を添加し、攪拌することにより、第２改質物５２中の自由水を吸収し、強度が高められた、中性の粒状の処理土５３を得る。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高含水比泥土に固化剤を添加して第１添加物を得、
前記第１添加物を攪拌して第１改質物を得、
前記第１改質物に高分子凝集剤を添加して第２添加物を得、
前記第２添加物を攪拌して第２改質物を得、
前記第２改質物に吸水剤を添加して第３添加物を得、
前記第３添加物を攪拌して処理土を得る、高含水比泥土の処理方法。
【請求項２】
請求項１記載の高含水比泥土の処理方法において、
前記高分子凝集剤を添加する際に、混合助剤をさらに添加する高含水比泥土の処理方法。
【請求項３】
前記高含水比泥土は、含水比１００重量％以上のものである請求項１または２記載の高含水比泥土の処理方法。
【請求項４】
前記固化剤は石膏である請求項１から３いずれか記載の高含水比泥土の処理方法。
【請求項５】
前記処理土は、コーン指数２００ｋＮ／ｍ２を超え、かつｐＨ５．８〜８．６の中性域ないし弱アルカリ性の粒状処理土である請求項４記載の高含水比泥土の処理方法。
【請求項６】
前記混合助剤は、珪砂、鋳物ダスト、シリカヒューム、タルク、スラグ、粘土粉および炭酸カルシウムからなる群より選ばれる少なくとも１種以上のものである請求項２から５いずれか記載の高含水比泥土の処理方法。
【請求項７】
前記吸水剤は、繊維状物質、無機粉体および高吸水性樹脂からなる群より選ばれる少なくとも１種以上のものである請求項１から６いずれか記載の高含水比泥土の処理方法。
【請求項８】
固化剤、高分子凝集剤および吸水剤を含む高含水比泥土処理剤。
【請求項９】
高含水比泥土に固化剤を添加して第１添加物を得、
前記第１添加物を攪拌してスラリー状の第１改質物を得、
前記第１改質物に高分子凝集剤と混合助剤とを添加して第２添加物を得、
前記第２添加物を攪拌して粒状物を含む泥状の第２改質物を得、
前記第２改質物に吸水剤を添加して第３添加物を得、
前記第３添加物を攪拌して粒状の処理土を得る、高含水比泥土からの粒状処理土の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高含水比泥土の処理方法に関し、より詳しくは、高含水比泥土に固化剤などを添加して造粒固化し、盛土材などとして利用できる処理土を得ることができる高含水比泥土の処理方法、高含水比泥土処理剤、および、高含水比泥土を改質して得られる粒状の処理土製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シールド工事、連壁工事、トンネル工事などの土木建築工事から生じる泥状の土砂は、建設汚泥と呼ばれ、年間に約８００万トン排出されている。建設汚泥は、廃棄物処理法により、産業廃棄物として取り扱われ、従来、無機性の汚泥として最終処分場で埋め立て処理されてきた。
【０００３】
しかし、近年、最終処分場の建設地確保が困難になってきたことなどの理由から、建設汚泥、浚渫土および含水比の高い汚泥（以下「高含水比泥土」という。）の再資源化が推進されている。このうち、建設汚泥は、含水比が６０〜２００重量％と高く、コーン指数が２００ｋＮ／ｍ２以下（または一軸圧縮強度が５０ｋＮ／ｍ２以下）で、人が歩けない状態の軟弱な泥状物である。従って、建設汚泥を再利用するためには、固化剤を添加するなどにより、コーン指数で２００ｋＮ／ｍ２を超える強度が得られるように、建設汚泥を改質する必要がある。
【０００４】
建設汚泥などの高含水比泥土の再資源化方法としては、乾燥処理法、脱水処理法の他、高含水比泥土に固化剤などの改質用薬剤を添加し、高含水比泥土を化学的に改質する方法などがある。高含水比泥土を化学的に改質するための薬剤としては、例えば、セメント、生石灰、高分子凝集剤、石膏、および古紙並びに繊維状物質などの吸水性粉末などがある。
【０００５】
これらの改質剤のうち、セメントおよび生石灰は、高含水比泥土に高い強度を付与できるが、改質後に得られる処理土はアルカリ性が高く、リサイクル用途が限定される。また、高分子凝集剤を使用すると、中性の処理土を得ることはできるが、処理土に高い強度を付与することができない。一方、石膏を添加した場合、中性で、比較的強度の高い処理土を得ることができるが、改質後の処理土が再泥化する恐れがある。さらに、古紙や繊維状物質などの吸水性粉末は、高含水比泥土を、中性かつ高い強度を有する処理土に改質することができるものの、これらの粉末は比重が軽いため、使用量が多く、施工性が悪い。
【０００６】
また、高含水比泥土の中でも、含水比が１００重量％以上のものは「泥水」とも呼ばれ、従来用いられている改質剤を添加するだけの処理では、固形分だけが固化して沈降する一方、高含水比泥土に含まれる自由水は分離してしまう問題があった。このため、特に含水比１５０重量％以上の高含水比泥土は、従来、固化処理ではなく、脱水処理が行なわれてきた。
【０００７】
しかし、脱水処理を行なう場合、脱水機と、この脱水機から排出される排水を処理する排水処理装置とが必要になり、薬剤添加機と混練機とで構成される改質処理用の装置に比べ、装置が過大になる。また、脱水処理後に得られる脱水ケーキは、２００ｋＮ／ｍ２を超えるコーン指数を示す一方、板状であり、扱いにくい。
【０００８】
そこで、泥水状の高含水比建設汚泥に対し、脱水処理によらず、固化剤などの薬剤添加により、取り扱いが容易な粒状の処理土を得る、建設汚泥処理装置が提案されている（特許文献１）。この建設汚泥処理装置は、薬剤と泥土とを共に巻き込んで、剪断破砕しながら、泥土出口方向へ搬送する攪拌羽根を備えた攪拌機が、複数個、並べて配置されて構成された多軸攪拌機を備える。泥水状の建設汚泥は、この建設汚泥処理装置により、吸水剤、凝集剤、次に固化剤の順で、薬剤を添加され、多軸攪拌機により、これらの薬剤と均一に混合されるとともに粒状化され、強度が高められた粒状の処理土として、装置外へ排出される。
【０００９】
特許文献１記載の発明によれば、泥水状の建設汚泥に、石炭灰や粘土粉末のような吸収性粉末を添加して建設汚泥中の自由水を吸収させたのち、セメントや生石灰を用い、建設汚泥に強度を付与する。このため、含水比が１５０％以上あるような泥水状の建設汚泥を改質して、強度が改善された粒状処理土を得ることができる。
【特許文献１】特開２００２−３３６６７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、特許文献１記載の発明では、固化剤としてセメントまたは生石灰を用いるため、処理土は、高い強度を備えるものの、アルカリ性を呈することになる。処理土のｐＨが、８．６を超える場合、アルカリ分が周辺に溶出する恐れがあり、盛土材などとして利用するための環境基準に適合せず、再利用に適さない。さらに、固化剤としてセメントまたは生石灰を用いた場合、処理土はコンクリートのように固まり、変形しないため、処理土の強度を高くできる反面、処理土を再利用する際、処理土の間に空隙が生じる不都合があった。一方、固化剤としてセメントや生石灰を用いない場合、取り扱い易くて強度がコーン指数２００ｋＮ／ｍ２を超える程度に改善された処理土を得ることは困難であった。
【００１１】
そこで本発明は、上記課題に対し、含水比が高く、泥水状を呈する高含水比泥土を改質し、中性で、コーン指数が２００ｋＮ／ｍ２を超える強度を備え、かつ、取り扱いが容易な処理土を得る、高含水比泥土の処理方法および粒状処理土の製造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】
【００１２】
本発明は、含水比の高い高含水比泥土に、３種類の薬剤を順次、添加混合することで、含水比が高い高含水比泥土から、中性で強度が高く、取り扱いが容易な処理土を得られることを見出し、完成されたものである。すなわち、本発明では、高含水比泥土に第１薬剤として固化剤を添加混合することで、泥水状の高含水比泥土を造粒可能な略スラリー状の第１改質物とする。次いで、この略スラリー状の第１改質物に、第２薬剤として高分子凝集剤を添加し、これを攪拌混合することで、ほぼ中性で、粒状化された泥状の第２改質物を得る。さらに、この第２改質物に、第３薬剤として吸水剤を添加し攪拌混合することで、泥状の第２改質物に含まれる自由水を吸収し、取り扱い易い粒状の処理土を得ることになる。
【００１３】
具体的には、本発明は以下を提供する。
【００１４】
（１）高含水比泥土に固化剤を添加して第１添加物を得、前記第１添加物を攪拌して第１改質物を得、前記第１改質物に高分子凝集剤を添加して第２添加物を得、前記第２添加物を攪拌して第２改質物を得、前記第２改質物に吸水剤を添加して第３添加物を得、前記第３添加物を攪拌して処理土を得る、高含水比泥土の処理方法。
【００１５】
本発明によれば、高含水比泥土に固化剤を添加し、高含水比泥土と固化剤とが均一に混合されるように攪拌することにより、泥水状の高含水比泥土に含まれる少量の土粒子と一部の自由水とを固化させ、高含水比泥土を造粒可能な状態のスラリー状の第１改質物とすることができる。
【００１６】
次に、このスラリー状の第１改質物に、高分子凝集剤を添加し、攪拌混合する。スラリー状の第１改質物に含まれる土粒子の表面は帯電しており、相互に反発しあって分散状態を保っているが、第１改質物に高分子凝集剤を添加することにより、土粒子表面の電荷が中和され、土粒子相互を架橋させ、分散状態の土粒子を凝集させる。このため、高分子凝集剤の添加により、第１改質物中の土粒子が凝集され、スラリー状の第１改質物は、直径３〜２０ｍｍ程度の粒状物を含む泥状の第２改質物に改質される。
【００１７】
さらに、この第２改質物に吸水剤を添加し、攪拌混合することにより、泥状の第２改質物に含まれる自由水が吸水剤により吸収され、取り扱いが容易な処理土が得られる。また、吸水剤は、処理土の表面積を増加させ、処理土の水分の蒸発を促進する。
【００１８】
（２）前記の（１）記載の高含水比泥土の処理方法において、前記高分子凝集剤を添加する際に、混合助剤をさらに添加する高含水比泥土の処理方法。
【００１９】
スラリー状の第１改質物に高分子凝集剤を添加して得られる第２添加物は、高分子凝集剤が偏在して塊状に固まることを防ぐため、十分に攪拌する。攪拌の程度は、例えば、第１改質物に添加された高分子凝集剤が均一に拡散し、第２添加物の粘性が安定するまでとする。しかし、（２）記載の発明によれば、高分子凝集剤と共に添加される混合助剤は、第２添加物中で高分子凝集剤が偏在し塊状に固まることを防ぎ、均一に拡散混合されることを補助する。このため、（２）記載の発明によれば、高分子凝集剤を添加して得られる第２添加物を攪拌する時間を短くすることができる。また、混合助剤は、高分子凝集剤の架橋作用により得られる小粒子の内部に自由水を取り込む機能を有する。このため、自由水が小粒子表面に表出しにくく、次に添加する吸水剤の使用量を低減することができる。
【００２０】
（３）前記高含水比泥土は、含水比１００重量％以上のものである（１）または（２）記載の高含水比泥土の処理方法。
【００２１】
本発明にいう「高含水比泥土」とは、泥状の掘削物および泥水からなる泥土であり、コーン指数が２００ｋＮ／ｍ２以下（または一軸圧縮強度が５０ｋＮ／ｍ２以下）で、産業廃棄物の無機汚泥として取り扱われるものをいう。高含水比泥土は、トンネル工事などの掘削工事および浚渫工事を含む建設工事現場から主として発生するが、コーン指数２００ｋＮ／ｍ２以下の無機汚泥であれば、工事現場から生じるものに限られない。本発明によれば、高含水比泥土の中でも、含水比が１００重量％以上、特に１５０重量％以上の泥水状のものを改質し、コーン指数２００ｋＮ／ｍ２を超える処理土を得ることができる。
【００２２】
（４）前記固化剤は石膏である（１）から（３）いずれか記載の高含水比泥土の処理方法。
【００２３】
「固化剤」とは、土粒子を取り込んで硬化する性質を有する物質を指す。従来、用いられている固化剤としては、ポルトランドセメントなどの各種セメント、石灰および石膏などがある。（４）記載の発明では、これらの固化剤のうち、特に、石膏を用いる。具体的には、無水石膏、半水石膏、二水石膏からなる群より選ばれる１種以上を単独、または混合したものを用いることが好ましい。石膏は、処理土を中性に維持することができる。このため、高含水比泥土を改質して得られた処理土は、アルカリ溶出対策を要さず、様々な用途に再利用できる。また、本発明においては、石膏添加後に高分子凝集剤が添加されることで、土粒子相互が架橋され、さらに吸水剤により土粒子表面に浸出した自由水が吸収されることから、処理土の再泥化を防止できる。さらに、固化剤として石膏を用いた場合、処理土はある程度変形しうることから、埋め戻し時に粒子間に空隙が生じにくくなる。
【００２４】
固化剤は、石膏以外の成分を含むことができ、例えば塩化鉄、硫酸鉄および酸化鉄などの鉄化合物、硫酸アルミニウムや塩化アルミニウムなどのアルミニウム化合物、または塩化カルシウムなどのカルシウム化合物を含んでよい。特に、固化剤に鉄化合物が含まれる場合、硫化水素を吸収することができるため、好ましい。石膏に含まれる鉄化合物としては、粉末状の酸化鉄が好ましく、含有量は、固化剤全体に対し、０．１〜１０重量％、好ましくは０．５〜５重量％とする。
【００２５】
（５）前記処理土は、コーン指数２００ｋＮ／ｍ２を超え、かつｐＨ５．８〜８．６の中性域ないし弱アルカリ性の粒状処理土である（４）記載の高含水比泥土の処理方法。
【００２６】
「処理土」とは、高含水比泥土を改質して得られた土状物であり、本発明は、固化剤として石膏を使用し、中性で、強度が改善され、再泥化が防止され、かつ、粒状で取り扱いの容易な処理土を得るものである。
【００２７】
（６）前記混合助剤は、珪砂、鋳物ダスト、シリカヒューム、タルク、スラグ、粘土粉および炭酸カルシウムからなる群より選ばれる少なくとも１種以上のものである（２）から（５）いずれか記載の高含水比泥土の処理方法。
【００２８】
「混合助剤」とは、予め高分子凝集剤と均一に混合され、高分子凝集剤を流動体中で均一に拡散させる物質であり、具体的性状としては、吸水性が低く、粒子径が小さく、流動体中で拡散され易い粉状物で、かさ比重が０．６から１．４程度であることが好ましい。混合助剤の吸水性は、例えば自重の２倍以下、好ましくは０．１〜１倍程度であることが好ましい。高分子凝集剤とともに吸水性の高い粉末を添加すると、吸水性の粉末自体が水を吸収して、第２添加物の流動性が損なわれる。この結果、高分子凝集剤の攪拌効率が悪化し、高分子凝集剤が均一に拡散混合されにくくなる。また、混合助剤のかさ比重が、０．６未満であると軽すぎて流動体中へのなじみが悪く拡散性が損なわれ、逆に１．４を超えるようになると予め高分子凝集剤と混合する際に重く沈降分離してしまい混合性が悪くなる。
【００２９】
珪砂、鋳物ダスト、シリカヒューム、タルク、スラグ、粘土粉および炭酸カルシウムは、吸水性が自重の３０〜１００％で、また、かさ比重が０．６〜１．２であるため、流動体中で拡散され易く、高分子凝集剤を第１改質物中に均一に拡散させることができる。
【００３０】
（７）前記吸水剤は、繊維状物質、無機粉体および高吸水性樹脂からなる群より選ばれる少なくとも１種以上のものである（１）から（６）いずれか記載の高含水比泥土の処理方法。
【００３１】
「吸水剤」とは、高分子凝集剤が添加混合され、造粒された粒状の泥土の内部または表面の水分を吸収する粉状物である。例えば、自重の０．４倍〜３倍の水分を吸水する粉状物として、天然系の繊維状物質もしくは無機粉体、または自重の５０倍〜５００倍の水分を吸水する粉状物として、高吸水性樹脂などが好適に使用できる。天然系の繊維状物質としては、例えば、ヤシ屑、古紙、籾殻、稲藁、および木屑などが挙げられる。無機粉体としては、ゼオライト、フライアッシュ、焼却灰、パーライト、珪藻土、およびバーミキュライトなどが挙げられる。さらに、高吸水性樹脂としては、アクリル酸塩系重合体架橋物、アクリル酸エステル−酢酸ビニル共重合体架橋物のケン化物、デンプン−アクリル酸塩グラフト共重合体架橋物、および無水マレイン酸グラフトポリビニールアルコール架橋物などが挙げられる。ヤシ屑、古紙、籾殻、稲藁、および木屑などの天然系の繊維状物質は、周辺環境に与える影響が小さく、特に好ましい。
【００３２】
（８）固化剤、高分子凝集剤および吸水剤を含む高含水比泥土処理剤。
【００３３】
本発明によれば、高含水比泥土処理剤は、固化剤のほかに高分子凝集剤および吸水剤を含むことから、含水比が１００〜１５０重量％以上の高含水比泥土を処理し、強度が高められた中性処理土を得ることができる。
【００３４】
（９）高含水比泥土に固化剤を添加して第１添加物を得、前記第１添加物を攪拌してスラリー状の第１改質物を得、前記第１改質物に高分子凝集剤と混合助剤とを添加して第２添加物を得、前記第２添加物を攪拌して粒状物を含む泥状の第２改質物を得、前記第２改質物に吸水剤を添加して第３添加物を得、前記第３添加物を攪拌して吸水剤が表面に被覆した粒状の処理土を得る、高含水比泥土からの粒状処理土の製造方法。
【００３５】
本発明によれば、従来、産業廃棄物として処理されていた高含水比泥土を改質し、道路や土堰堤の建設および宅地や緑地造成時の盛土材などとして利用できる処理土を得ることができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、従来、廃棄物とされていた高含水比泥土を改質し、コーン指数が２００ｋＮ／ｍ２を超える強度を備え、中性で、取り扱いが容易な粒状の処理土を得ることができる。本発明により得られる処理土は、粒状であるため、運搬、埋め立てなどの際、取り扱い易い。また、盛土材などとして埋め戻す際、空隙率が低くなり、高密度で充填することができるため、埋め立てられた処理土壌に建設される建造物の支持力を高めることができる。
【００３７】
さらに、本発明により得られる処理土は、コーン指数が改善され、かつ、中性であるため、再利用する際の用途の制限が少なく、特に、アルカリ分の溶出対策を必要としない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明について、建設汚泥を対象に図を用いて詳細に説明する。なお、以下、同一部材には同一符号を付し、説明を省略または簡略化する。
【００３９】
図１は、本発明の第１実施形態に係る高含水比建設汚泥の処理方法を示す模式図である。図１において、符号１は、高含水比の建設汚泥を投入して、固化剤などの薬剤を添加して改質する連続式の建設汚泥処理装置（以下「処理装置」と称する）、符号２は、軸３に複数の攪拌羽根４を備えた攪拌手段を示す。処理装置１には、固化剤供給手段１１、混合剤供給手段１５および吸水剤供給手段１４が接続されている。
【００４０】
本発明において、建設工事などに伴って発生する建設汚泥３０を、汚泥投入口５から処理装置１に投入し、攪拌羽根４を回転させて、処理土排出口６の方向へ搬送する。一方、固化剤供給手段１１から、固化剤２１を供給し、建設汚泥３０と混合して第１添加物４１を得る。第１添加物４１は、攪拌時間が１分〜５分となるように攪拌しながら、処理土排出口６の方向へ搬送する。第１添加物４１中の土粒子と自由水の一部は、固化剤２１の作用により凝集するとともに固化され、造粒可能な粘度を備えたスラリー状の第１改質物５１が得られる。
【００４１】
建設汚泥３０に添加する固化剤２１としては、石膏系固化剤を使用することが好ましい。石膏系固化剤の具体例としては、無水石膏、半水石膏または二水石膏が挙げられ、これらを単独、または２種以上組み合わせて用いることができる。セメント系固化剤、石灰系固化剤などの公知の固化剤を使用することもできるが、セメント系固化剤および石灰系固化剤は、石灰を主原料とし、処理土がアルカリ性を示すため、石膏系固化剤を使用することが好ましい。固化剤２１の添加量は、建設汚泥３０に対し、５〜４０重量％、好ましくは１０〜２５重量％とする。
【００４２】
本実施形態では、第１改質物５１に、高分子凝集剤と混合助剤を添加する。高分子凝集剤と混合助剤は、いずれも粉末であり、あらかじめ両者が混合された混合剤２５として、混合剤供給手段１５から第１改質物５１に添加し、第２添加物４２を得る。第２添加物４２は、混合剤２５が均一に混合されるよう、攪拌羽根４を用いて１分〜５分間、攪拌しながら処理土排出口６の方向へ搬送する。
【００４３】
高分子凝集剤としては、分子量が数百万以上で、建設汚泥などの高含水比泥土中の土粒子を架橋する作用を有する任意の高分子凝集剤を使用することができる。用いられる高分子凝集剤としては、アニオン系、カチオン系およびノニオン系高分子凝集剤があり、アニオン系高分子凝集剤としては、アルギン酸ナトリウム、ポリアクリル酸ナトリウム、マレイン酸共重合物およびポリアクリルアミドの部分加水分解物などがある。また、カチオン系高分子凝集剤としては、ポリエチレンイミン、水溶性アニリン樹脂、ポリチオ尿素、およびポリビニルピリジンなどがある。さらに、ノニオン系高分子凝集剤としては、ポリアクリルアミド、およびポリオキシエチレンなどが挙げられる。
【００４４】
高分子凝集剤の添加量は、建設汚泥３０に対し、０．０２〜５重量％、好ましくは０．１〜２重量％とする。高分子凝集剤は、混合助剤とともに第１改質物５１に添加される場合は粉末状であることが好ましい。また、後述するように、高分子凝集剤単独で第１改質物５１に添加する場合は、鉱物油などの溶媒に濃度１０〜４０重量％となるように溶解させたエマルジョンの形態で使用することが好ましい。
【００４５】
混合助剤は、高分子凝集剤と混合された状態で、高分子凝集剤を第２添加物４２中に均一に拡散させるものであれば特に制限なく使用できる。混合助剤と混合された高分子凝集剤が、第２添加物４２中に均一に拡散されるためには、混合助剤は吸水性が低く、かつ、拡散し易い形状のものであることが好ましい。具体的には、混合助剤の吸水性は自重の２倍以下、好ましくは０．１〜１倍程度、混合助剤のかさ比重は０．６から１．４倍程度のものを使用する。
【００４６】
混合助剤の具体例としては、珪砂、鋳物ダスト、シリカヒューム、タルク、スラグ、粘土粉および炭酸カルシウムが挙げられる。混合助剤の添加量は、建設汚泥３０に対し、０．１〜５重量％とする。
【００４７】
第２添加物４２は、攪拌羽根４により攪拌されることで、造粒され、通常、粒径３〜２０ｍｍの粒状の第２改質物５２となる。次いで、造粒された第２改質物５２に、吸水剤供給手段１４から吸水剤２４を供給し、第３添加物４３を得る。第３添加物４３は、攪拌羽根４により攪拌しながら処理土排出口６方向へ搬送する。第３添加物４３の攪拌時間は１分〜５分とする。吸水剤２４は、第３添加物４３に含まれる水分を吸収し、造粒された粒状の泥土表面に浸出した水分を吸収するため、吸水剤２４を添加した第３添加物４３を攪拌することにより、表面がべとつかない粒状の処理土５３が得られる。
【００４８】
吸水剤２４としては、第２改質物５２の水分を吸収する吸水性物質を使用することができる。具体的には、自重の０．４倍〜３倍の水分を吸水する繊維状物質もしくは無機粉体、または自重の５０倍〜５００倍の水分を吸水する高吸水性樹脂を単独または混合して使用できる。繊維状物質としては、例えば、ヤシ屑、古紙、籾殻、稲藁、および木屑が挙げられる。無機粉体としては、ゼオライト、フライアッシュ、焼却灰、パーライト、珪藻土、およびバーミキュライトなどが挙げられる。これらのうち、天然系の繊維状物質は、処理土を盛土材などとして利用した場合、有害物質が周辺環境に流出する恐れがほとんどなく、また、微生物による分解を受け、肥料として機能しうることから、特に好ましい。吸水剤２４の添加量は、建設汚泥３０に対し、５〜４０重量％、好ましくは１０〜２５重量とする。
【００４９】
なお、図１は、建設汚泥などの高含水比泥土を連続的に処理する処理装置を用いた場合の高含水比泥土の処理方法および高含水比泥土からの粒状処理土製造方法を示すが、本発明はこれに限られず、バッチ式で高含水比泥土を改質し、処理土を得ることもできる。
【００５０】
図２は、建設汚泥などの高含水比泥土をバッチ式で処理する、本発明の第２実施形態の高含水比泥土処理法を示す図である。第２実施形態においては、攪拌機９を備えた処理槽８に建設汚泥を投入し、固化剤、高分子凝集剤および吸水剤をこの順で添加し、各薬剤を添加するたびに攪拌を行なう。
【００５１】
すなわち、建設汚泥は、処理槽８に投入され、固化剤供給手段１１から供給される固化剤と混合される。固化剤の添加後の処理槽８には、第１添加物が収容されることとなり、第１添加物は、先端に攪拌羽根７を備えた攪拌機９により、１分〜５分間、攪拌され、第１改質物が得られる。
【００５２】
次いで、第１改質物に高分子凝集剤供給手段２２から高分子凝集剤を供給する。高分子凝集剤が添加されて得られる第２添加物は、攪拌機９により、処理槽８に収容された状態で、高分子凝集剤が均一に混合され、第２添加物の粘性が安定するまで攪拌される。本実施形態においては、第２添加物には混合助剤は添加されず、高分子凝集剤のみが添加される。このため、本実施形態においては、第２添加物の攪拌時間は、混合助剤を共に添加する場合に比して長くする。具体的な攪拌時間は、被処理対象の建設汚泥などの高含水比泥土の量に応じて異なるが、１００〜２００重量％の含水比の建設汚泥を処理する場合、２〜１０分間が好ましい。
【００５３】
高分子凝集剤添加後、第２添加物を十分に攪拌することにより、第２添加物中の土粒子が凝集されて全体が均一に粘性を有する状態となり、第２添加物は、粒状の小粒子を有する泥状の第２改質物に改質される。第２改質物には、次に、吸水剤供給手段１４から吸水剤を添加し、第３添加物を得る。第３添加物は、攪拌機９によりさらに１分〜５分間、攪拌し、第３添加物中の水分を吸収剤に吸収させ、処理土を得る。
【００５４】
処理土は、処理槽８から排出し、処理槽８には新たに建設汚泥を投入し、前述の処理を繰り返す。なお、攪拌羽根７を有する攪拌機９に代え、パワーショベルを用いて処理槽８の内容物を攪拌することもでき、同様に、パワーショベルにより、固化剤、高分子凝集剤および吸水剤を供給することもできる。
【００５５】
次に、図３を参照して、泥水式シールド工法を用いた建設工事現場から発生する建設汚泥を本発明により処理する方法について説明する。図３は、泥水式シールド工法で発生する建設汚泥の処理フローを示す模式図である。図３において、符号７０は泥水式のシールド機を示し、符号７１は、直径７４μｍ以上の土粒子（以下、「砂礫」と称する）を分級分離するサンドコレクタ、符号７２はサンドコレクタ７１から排出される泥水を濃縮するデカンタを示す。
【００５６】
シールド機７０は、所定圧力に加圧された泥水により、切羽を安定させるとともに、掘削された土砂を泥水として流体輸送することにより、地中を掘削する。シールド機７０から排出された土砂を含んだ泥水状の排出汚泥２０は、サンドコレクタ７１により、直径７４μｍ以上の砂礫４０と分離され、砂礫４０は残土として排出される。排出汚泥２０から砂礫４０が分離されることにより、小石などが除去された泥水状の建設汚泥３０が得られる。本実施形態では、シールド機７０に泥水を供給する必要があることから、デカンタ７２により建設汚泥３０を濃縮し、調整槽７３を介して上澄み液３１をシールド機７０に循環させる。しかし、サンドコレクタ７１から排出される建設汚泥３０は、直接、処理装置１に供給することもできる。処理装置１に供給される建設汚泥３０は、含水比１００〜２００重量％であることが好ましく、建設汚泥３０の含水比がこの範囲となるよう、必要に応じてデカンタ７２による濃縮または調整槽７３における加水処理を行なう。
【００５７】
含水比１００〜２００重量％の建設汚泥３０は、図１に示す処理装置１に供給される。処理装置１には、図３においては図示しない固化剤供給手段、混合剤供給手段、混合剤供給手段および吸水剤供給手段が接続され、前述した処理フローに従い、建設汚泥３０が改質処理され、粒径３〜２０ｍｍの粒状の処理土５３が得られる。処理装置１から排出された粒状の処理土５３は、サンドコレクタ７１から排出された砂礫４０とともに搬出され、盛土材や路床材などとして再利用される。
【実施例】
【００５８】
［実施例１］
以下、実施例について説明する。実施例１として、表１に示す性状の建設汚泥に水を加え、含水比を１００重量％に調整した。固化剤として、半水石膏を添加し、第１添加物を得た。この第１添加物をミキサーにより１分間攪拌し、スラリー状の第１改質物を得た。この第１改質物に、あらかじめ混合助剤と高分子凝集剤とを混合した混合剤を添加し、第２添加物を得た。ついで、この第２添加物をミキサーで１分間攪拌し、第１改質物が造粒された状態となった第２改質物を得た。混合助剤としては、シリカを主成分として７８重量％含む鋳物ダストを用い、高分子凝集剤としては、ポリアクリルアミドの部分加水分解物を用いた。ついで、前記第２改質物に、解繊古紙を吸水剤として添加して第３添加物を得、第３添加物をミキサーで１分間攪拌し、直径５〜１５ｍｍの粒状の処理土を得た。
【００５９】
【表１】
2005218959.tif 000003
【００６０】
［実施例２］
建設汚泥の含水比を２００重量％に調整し、固化剤および解繊古紙の添加量を代えたほかは、実施例１と同様の条件で高含水比の建設汚泥を処理し、実施例１と同様に、直径５〜１５ｍｍの粒状の処理土を得た。
【００６１】
［実施例３］
実施例３として、実施例１で用いた建設汚泥と同じ建設汚泥を、含水比を３００重量％に調整し、固化剤および解繊古紙の添加量を代え、実施例１と同じ処理を行なった。処理土は実施例１および実施例２と同様に、直径５〜１５ｍｍの粒状となった。
【００６２】
実施例１ないし実施例３について、使用薬剤の添加順序並びに添加量、および、処理土の造粒性、コーン指数並びにｐＨを表２に示す。なお、表２において、半水石膏は記号Ａ、鋳物ダストとポリアクリルアミド加水分解物との混合物は記号Ｂ、解繊古紙は記号Ｃで示す。また、造粒性は、処理土の状態を目視観察し、直径５〜１０ｍｍの粒状にできた場合を○、できなかった場合を×として表す。
【００６３】
【表２】
2005218959.tif 000004
【００６４】
［比較例１］
次に、比較例１として、２種類の薬剤添加により、建設汚泥を処理した。建設汚泥は、実施例１で用いたのと同じものを用いた。また、添加薬剤としては、１剤目として、実施例１では２剤目に添加した鋳物ダストとポリアクリルアミド加水分解物との混合物を建設汚泥に添加し、１分間攪拌した。次いで、２剤目として、実施例１で３剤目に添加した吸水剤である解繊古紙を添加し、１分間、攪拌した。
【００６５】
［比較例２］
比較例２では、被処理対象として、実施例２と同じ含水率２００重量％に調整された建設汚泥を用いた。また、解繊古紙の添加量を代え、その他の条件は、比較例１と同様とした処理を行なった。
【００６６】
［比較例３］
比較例３として、実施例３で用いた、含水率３００重量％に調整された建設汚泥を用いた。解繊古紙の添加量を代え、その他の条件は比較例１と同様とした処理を行なった。
【００６７】
［比較例４］
実施例２と同じ、含水率２００重量％に調整された建設汚泥を用い、使用薬剤を、以下の２種類とした。すなわち、１剤目として、建設汚泥に半水石膏を添加し、１分間攪拌したのち、２剤目として、鋳物ダストとポリアクリルアミド加水分解物との混合物を添加して攪拌した。
【００６８】
［比較例５］
２剤目の添加薬剤として、鋳物ダストとポリアクリルアミド加水分解物との混合物に代えて、解繊古紙を使用したほかは、比較例４と同様の処理を行なった。
【００６９】
［参考例］
また、参考例１として、実施例１に供した建設汚泥を、含水率６０重量％に調整し、１剤目の添加薬剤として鋳物ダストとポリアクリルアミド加水分解物の混合物を添加し、１分間攪拌したのち、２剤目の添加薬剤として実施例１で用いた半水石膏を添加して、１分間攪拌した。参考例２としては、参考例１と同じ建設汚泥を用い、参考例１と同じ添加薬剤を添加し，攪拌した後、２剤目として解繊古紙を添加し、１分間攪拌した。
【００７０】
比較例１ないし５および参考例の結果を表３に示す。表２と同じ符号は同一薬剤を示す。
【００７１】
【表３】
2005218959.tif 000005
【００７２】
［比較例６］
比較例６として、実施例２で用いた、含水比２００重量％に調整された建設汚泥に、実施例１ないし３で使用したＡ、ＢおよびＣの薬剤を、添加順序を代えて添加した。薬剤の添加順序は１剤目にＢ、次いでＡ、最後にＣとした。
【００７３】
［比較例７］
比較例７として、薬剤の添加順序をＢ、Ｃ、Ｄの順序としたほかは、比較例６と同様の処理を行なった。
【００７４】
［比較例８］
比較例８として、薬剤の添加順序をＣ、Ａ、Ｂの順序としたほかは、比較例７と同様の処理を行なった。
【００７５】
［比較例９］
比較例９として、薬剤の添加順序をＣ、Ｂ、Ａの順序としたほかは、比較例７と同様の処理を行なった。比較例６ないし９の結果を表４に示す。
【００７６】
【表４】
2005218959.tif 000006
【００７７】
表２ないし４に示すとおり、建設汚泥の含水比が１００重量％を超える場合、従来の処理では強度がコーン指数で２００Ｎ／ｍ２を超え、かつ、造粒された処理土を得ることは困難であった。しかし、本発明によれば、含水比が１００重量％以上の高含水比泥土を改質し、中性で、コーン指数が２００Ｎ／ｍ２を超える強度を備え、かつ、粒状で取り扱い易い処理土を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明は、従来、産業廃棄物として廃棄処分されていた高含水比泥土を改質し、盛土材などとして再利用可能な処理土を得ることができる。特に、含水比が１００重量％以上の、泥水状の高含水比泥土から、中性かつ粒状の、取り扱い容易な処理土を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】高含水比泥土を連続的に処理する、本発明第１実施形態の高含水比泥土処理方法を示す模式図である。
【図２】高含水比泥土をバッチ式で処理する、本発明第２実施形態の高含水比泥土処理方法を示す模式図である。
【図３】泥水式シールド工法による建設工事から発生する建設汚泥の処理フローを示す模式図である。
【符号の説明】
【００８０】
１    建設汚泥処理装置（高含水比泥土処理装置）
２    攪拌手段
８    処理槽
９    攪拌機
１１  固化剤供給手段
１２  高分子凝集剤供給手段
１４  吸水剤供給手段
３０  建設汚泥（高含水比泥土）
４１  第１添加物
５１  第１改質物
４２  第２添加物
５２  第２改質物
４３  第３添加物
５３  処理土
【図１】
2005218959.tif 000007
【図２】
2005218959.tif 000008
【図３】
2005218959.tif 000009