(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
建設工事に伴って発生する発生土を原材料とするアルカリ性リサイクル土に、浄水場で発生した脱水ケーキを加えて混合し、中和処理することを特徴とするアルカリ性リサイクル土の改質方法。
【請求項２】
前記リサイクル土は、建設汚泥を安定処理して得られた改良土であることを特徴とする請求項１記載のアルカリ性リサイクル土の改質方法。
【請求項３】
前記リサイクル土は、建設発生土又は建設発生土を安定処理して得られた改良土であることを特徴とする請求項１記載のアルカリ性リサイクル土の改質方法。
【請求項４】
前記建設汚泥の改良土は、泥水からなる建設汚泥を砂分離し、砂分離後の泥水を脱水して得られた脱水ケーキと、泥土又はセメント混入汚泥からなる建設汚泥とに固化材を添加し、混合してなるものであることを特徴とする請求項２記載のアルカリ性リサイクル土の改質方法。
【請求項５】
発生土としての砂を加えて混合することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１記載のアルカリ性リサイクル土の改質方法。
【請求項６】
前記砂は、泥水からなる建設汚泥を砂分離して得られたものであることを特徴とする請求項５記載のアルカリ性リサイクル土の改質方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、アルカリ性リサイクル土の改質方法に関し、さらに詳細には、建設工事に伴って発生する発生土を原材料とし、アルカリ性を示すリサイクル土の改質技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境への意識が高まり、建設工事に伴って発生する発生土に関しても、そのリサイクル利用が進められている。発生土は、建設大臣官房技術調査室監修・「建設汚泥リサイクル指針」によれば、図１に示すように、建設発生土と建設汚泥に区分される。建設発生土は、さらに浚渫土とそれ以外の建設発生土に区分され、表１に示す土質区分基準（上記「建設汚泥リサイクル指針」より抜粋）において第１〜第４種建設発生土に該当する場合は、そのまま、あるいは施工上の工夫をしてリサイクル利用することが可能である。
【０００３】
他方、建設汚泥は土質区分基準において泥土に該当し、建設発生土のようにはリサイクル利用することができず、産業廃棄物として取り扱われている。すなわち、建設汚泥は、上記「建設汚泥リサイクル指針」によれば、「掘削工事から生じる泥状の掘削物および泥水を泥土といい、このうち廃棄物処理法に規定する産業廃棄物として取り扱われるものを建設汚泥という。」と定義され、リサイクル利用できない。
【０００４】
このため、建設汚泥にセメント系や石灰系などの固化材を加えて化学的に安定処理し、その性状を変えることが行われている。この安定処理された土は改良土と称され、安定処理の結果、土質区分基準における第１〜第４種建設発生土に相当する性状を有することになれば、これら第１〜第４種建設発生土と同様にリサイクル利用することが可能となる。
【表１】
0004509048.tif 000002
【０００５】
しかしながら、改良土は、上述のようにセメント系や石灰系などの固化材を加えて安定処理したものであるため高アルカリ性を示す。このため、改良土に含まれるアルカリ分が雨水などに溶けて河川などに流れ込み、自然環境を悪化することが懸念され、その用途も制限される。
【０００６】
このようなことから、従来、改良土を含むアルカリ性土壌を中和する方法が種々提案されている。例えば、特許文献１には、アルカリ性土壌に燐酸化合物を含む物質およびアルミニウム化合物を含む物質を加える中和方法が開示されている。また、特許文献２には、アルカリ性土壌に硫酸第一鉄を混合する中和方法が開示されている。さらに、特許文献３にはアルカリ性土壌に硫酸鉄、イオウから選ばれる少なくとも一種と、酸性炭化物とが含有された中和剤を混合する中和方法が開示されている。さらに、特許文献４にはアルカリ性土壌に糟糠類を添加混合して、嫌気的発酵を行うことにより中和する方法が開示されている。
【０００７】
しかしながら、これら従来技術は、いずれも中和処理することによって、産業廃棄物である建設汚泥のリサイクル利用を促進するという意義はあるものの、他の産業廃棄物の低減に寄与するものではない。
【特許文献１】特開平８−１３４４４４号公報
【特許文献２】特開２０００−１１９６５１号公報
【特許文献３】特開２００２−１３８２８０号公報
【特許文献４】特開２００５−６０６０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この発明は上記のような技術的背景に基づいてなされたものであって、次の目的を達成するものである。
この発明の目的は、建設工事に伴って発生する発生土を原材料とするアルカリ性リサイクル土を中和処理するに際し、産業廃棄物として処分されている他の土材料を中和材料として用いることにより、産業廃棄物全般の低減に大きく寄与することができるアルカリ性リサイクル土の改質方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、浄水場で発生する脱水ケーキに着目した。浄水場では、河川、貯水池あるいは井戸から取水された原水にＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）あるいは硫酸バンド（硫酸アルミニウム）を凝集剤として添加し、沈殿池で沈殿処理される。この沈殿池で発生する汚泥は、濃縮されたうえで脱水機により脱水されて、固形物の脱水ケーキとされる。この脱水ケーキは、造粒固化する等して植生用土などにリサイクル利用はされているものの、その多くは産業廃棄物として埋立処分されているのが現状である。
【００１０】
浄水場汚泥には上記のように酸性の凝集剤が含まれることから、その脱水ケーキもｐＨ７付近の中性あるいはそれ以下の弱酸性を示す。そこで、この発明の発明者らは建設汚泥の改良土に浄水場脱水ケーキを加えて混合処理をしてみたところ、改良土のアルカリ度が大幅に改善されることを見出した。
【００１１】
この発明は上記のような知見に基づいてなされたものであって、次のような手段を採用している。
【００１２】
すなわち、この発明は、建設工事に伴って発生する発生土を原材料とするアルカリ性リサイクル土に、浄水場で発生した脱水ケーキを加えて混合し、中和処理することを特徴とするアルカリ性リサイクル土の改質方法にある。
【００１３】
前記リサイクル土とは、建設工事に伴って発生する発生土を原材料とし、リサイクル利用することができる土材料のことである。したがって、リサイクル土としては、建設汚泥を安定処理して得られた改良土、具体的には「建設汚泥リサイクル指針」で示される土質区分基準において第１〜第４種改良土に相当するものが挙げられる。
【００１４】
また、リサイクル土としては、何ら安定処理の必要のない建設発生土そのもの、具体的には同土質区分基準において第１〜第４種建設発生土に相当するものが挙げられる。このような建設発生土を挙げたのは、例えばセメント系や石灰系の固化材を用いて地盤改良した地盤などは、その掘削土がアルカリ性を示すからである。
【００１５】
さらに、リサイクル土としては、建設発生土を安定処理して得られた改良土、具体的には浚渫泥土を安定処理した改良土、あるいは、例えば第４種建設発生土を安定処理して第３種改良土とするように、その性状を改良して上位の改良土としたものが挙げられる。
【００１６】
前記建設汚泥の改良土は、例えば、泥水からなる建設汚泥を砂分離し、砂分離後の泥水を脱水して得られた脱水ケーキと、泥土又はセメント混入汚泥からなる建設汚泥とに固化材を添加し、混合して生成される。アルカリ性リサイクル土と、浄水場脱水ケーキとを混合するに際し、改質リサイクル土の強度すなわちコーン指数を増大させるために、建設発生土としての砂を加えて混合するようにしてもよい。この場合、砂は泥水からなる建設汚泥を砂分離して得られたものを使用することができる。
【００１７】
なお、この明細書でいう中和処理とは、アルカリ性リサイクル土のｐＨを低下させる処理のことであって、必ずしも、ｐＨが中性領域になるように処理することを意味するものではない。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によれば、建設工事に伴って発生する発生土を原材料とするアルカリ性リサイクル土を中和処理するに際し、その多くが産業廃棄物として処分されている浄水場脱水ケーキを中和材料として用いるので、産業廃棄物全般の低減に大きく寄与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
この発明の実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。図２は建設汚泥を安定処理して改良土（リサイクル土）を得る工程、及びその改良土を中和処理する工程を示す図である。
【００２０】
建設汚泥は建設現場よりダンプトラックにより処理場に搬入される。その際、建設汚泥は泥水（泥水状汚泥）と、泥土（泥土状汚泥）と、セメント混入汚泥とに分別して搬入される。泥水は、地中連続壁工法や泥水式シールド工法等によって発生する含水比が高い建設汚泥である。泥土は、泥土圧シールド工法等によって発生する含水比が比較的低い建設汚泥である。また、セメント混入汚泥は、セメントミルクを用いた地盤改良工法等によって発生するセメント成分を含有した建設汚泥である。
【００２１】
泥水はサンドフィルタ１によって砂分が分離され、砂分離された泥水は遠心脱水機２により脱水される。一方、泥土及びセメント混入汚泥はいったん貯留槽３に貯溜される。そして、その上水が砂分離された泥水とともに遠心脱水機２により脱水され、固形状の脱水ケーキとされる。貯留槽３に溜まった泥土は、脱水ケーキとともにセメント系や石灰系などの固化材が添加されて、固化脱水機４で混合され、改良土（リサイクル土）とされる。
【００２２】
以上のようなプロセスで得られた改良土は、１日残置後のコーン指数が 200KN/m2 以上となり、10 日養生後では 400 〜 500KN/m2 程度の強度を示す。また、改良土は、アルカリ性の固化材によって安定処理されていることから、ｐＨは９〜１１とアルカリ性を示す。
【００２３】
この改良土は１日残置されたのち、浄水場より搬入される脱水ケーキと改質混合機５により混合される。脱水ケーキは、一般に、砂分を含まない細粒土（シルト、粘性土）からなり、含水率が 50% 程度、コーン指数が 400 〜 500KN/m2 程度、ｐＨが６〜７程度の性状のものである。この脱水ケーキと改良土を混合することにより、改質リサイクル土が得られる。改質リサイクル土は、１０日間養生され、その結果、コーン指数 400KN/m2 以上 の強度を示し、ｐＨは７〜９に低下する。この改質リサイクル土は、宅地造成、農地造成、園芸用土、農業用土、その他広範の用途に使用することができる。
【００２４】
改良土と脱水ケーキとの混合比は、改質リサイクル土の用途に応じて適宜決定され、重量比で改良土１に対し、脱水ケーキが１〜５の比率とされる。また、改質リサイクル土の強度を大きくする場合は、建設現場で発生した砂を混合する。砂としては、サンドフィルタ１により泥水から分離したものを使用することができる。砂を混合する場合も、その混合比は改質リサイクル土の用途に応じて適宜決定される。
【００２５】
なお、建設発生土を安定化処理する場合は、図２の固化脱水機４で処理して改良土を得ることができる。また、安定処理を要しないアルカリ性を示す建設発生土については、直接、改質混合機５で浄水場からの脱水ケーキと混合する。
【実施例】
【００２６】
＜実施例１＞建設汚泥の改良土(ｐＨ 9.1 )と、甲浄水場脱水ケーキ（ｐＨ 6.0 )とを混合し中和処理する実験を行った。混合比を重量比で１：１とした改良土（ 1,000g ）及び脱水ケーキ（ 1,000g ）をミキサーで十分混合した（Ａ，Ｂの２サンプル）。混合土（改質リサイクル土）のｐＨを測定したところ、表２に示すように、混合Ａ及び混合ＢともにｐＨが 7.2 と低下し、ほぼ中性となった。なお、ｐＨの測定は、以下の各実施例も含めて、土質工学会基準「土のｐＨ試験方法（JSF T 211-1990）」にしたがって行った。
【００２７】
【表２】
0004509048.tif 000003
【００２８】
＜実施例２＞建設汚泥の改良土(ｐＨ 10.33 )と、乙浄水場脱水ケーキ（ｐＨ 7.04 )とを混合し中和処理する実験を行った。この実験では、建設現場より発生した砂（ｐＨ 10.19 ）を加えた。そして、改良土と砂との混合比を１：１と固定し（いずれも重量 1,000g ）、脱水ケーキの混合比を改良土に対して１〜４と変化させ、混合土のｐＨの時間的な変化を測定した。その結果を表３及び図３に示す。混合土のｐＨは脱水ケーキの量を増減することにより調整可能であり、また、７日経過した後でもアルカリ性の戻り現象が見られないことが分かる。
【００２９】
【表３】
0004509048.tif 000004
【００３０】
＜実施例３＞建設汚泥の改良土(ｐＨ 10.33 )と、丙浄水場脱水ケーキ（ｐＨ 7.01 )とを混合し中和処理する実験を行った。実験内容は、脱水ケーキの発生浄水場が異なるだけで、その他は実施例２と同じである。実験結果を表４及び図４に示す。この実験によっても、混合土のｐＨは脱水ケーキの量に応じて変化し、また、７日経過した後でもアルカリ性の戻り現象が見られなかった。
【００３１】
【表４】
0004509048.tif 000005
【００３２】
表５は、実施例２で得られた混合土のコーン指数を示している。これらの数値は、上記土質区分基準の第２種改良土に相当し、したがって改質リサイクル土は強度の点からも河川堤防等の盛土等に有効利用することが可能である。
【００３３】
【表５】
0004509048.tif 000006
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】建設工事に伴って発生する発生土の区分を示す図である。
【図２】建設汚泥を安定処理して改良土（リサイクル土）を得る工程、及びその改良土を中和処理する工程を示す図である。
【図３】脱水ケーキ（乙浄水場）の混合比を変え、かつ混合土のｐＨの時間的な変化を測定した結果を示すグラフである。
【図４】脱水ケーキ（丙浄水場）の混合比を変え、かつ混合土のｐＨの時間的な変化を測定した結果を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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