(57)【要約】【課題】地震、洪水、津波、台風等の自然災害で発生した大量の汚泥廃棄物の廃棄スペースの確保が容易であり、且つ低コストで処理可能な汚泥廃棄物の処分方法を提供する。【解決手段】汚泥廃棄物である処分対象を、粒径の大きさが異なる複数のグループに分級する分級工程と、前記複数のグループの少なくとも一つのグループの処分対象を、地中の間隙に強制的に投入する地中投入工程と、を含み、前記地中投入工程は、各グループの粒径に対応する投入方法により行われることを特徴とする、汚泥廃棄物の処分方法。【選択図】図１
2013031793.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処分対象である汚泥廃棄物を、粒径の大きさが異なる複数のグループに分級する分級工程と、
前記複数のグループの少なくとも一つのグループの処分対象を、地中の間隙に強制的に投入する地中投入工程と、を含み、
前記地中投入工程は、各グループの粒径に対応する投入方法により行われることを特徴とする、汚泥廃棄物の処分方法。
【請求項２】
請求項１に記載された汚泥廃棄物の処分方法において、
前記処分対象は、少なくとも、
主として砂、泥、土からなる細粒分のグループと、
主として砂利、コンクリートガラからなる粗粒分のグループと、
前記細粒分および前記粗粒分よりも大きい他の粒分のグループと、
に分級され、
前記細粒分および前記粗粒分に対して、前記地中投入工程を行うことを特徴とする、汚泥廃棄物の処分方法。
【請求項３】
請求項２に記載された汚泥廃棄物の処分方法において、
前記分級工程によって得られた前記細粒分および前記粗粒分よりも大きい他の粒分を粉砕した後に、当該粉砕物に対して分級工程を行うことを特徴とする、汚泥廃棄物の処分方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載された汚泥廃棄物の処分方法において、前記汚泥廃棄物に水を加えて希釈泥水にする希釈工程を行った後に、前記分級工程を行うことを特徴とする、汚泥廃棄物の処分方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地震、洪水、津波、台風等の自然災害で発生した汚泥廃棄物の処分方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
平成２３年３月１１日に発生した東日本大震災では、被災地４県（岩手、宮城、福島、茨城）において約１０００万トン〜１６００万トンの汚泥が発生したと推定されており、その多くが津波によって海底の土砂が陸上に運ばれたものであると考えられている。
【０００３】
また、前記汚泥には、砂から泥、コンクリートガラ、木材等を含むものなど様々な性状があり、有害物質や燃料等の油分、水産物等の有機物も含んでいる。このような汚泥廃棄物は、通常、有害物質を含まない土砂、有害物質等を含む土砂、瓦礫等が混然一体となった土砂、コンクリートくず、木くず、金属くず等に分類され、それぞれ適宜、洗浄、中和、脱臭等の無害化工程が施され、一般的には、焼却処分や、最終処分場（管理型処分場、遮断型処分場、安定型処分場等）への埋め立てによる処分が行われている。
【０００４】
また、汚泥廃棄物を資材として再利用する従来技術として、特許文献１や特許文献２が挙げられる。特許文献１には、湖沼などの閉鎖水域に発生するヘドロを天日乾燥し、殺菌剤、防腐剤等を添加して、湖沼内の人工島造成のための埋め立て用材料として利用することが開示されている。  
特許文献２には、重金属を含むヘドロに対して無害化処理を行い、更に該ヘドロを固化剤によって固化させたものを埋め立て用として利用することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３３３７号公報
【特許文献２】特開２０１１−８８０４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、今回の震災によって発生した汚泥は、前述のように約１０００万トン〜１６００万トンと大量であり、最終処分場の処理能力や埋め立て用材料としての需要を大きく上回るものである。  
また、前記最終処分場以外の土中に廃棄用の穴を掘削して埋め戻すことも考えられるが、この場合、前記廃棄用の穴を掘削したときの掘削土が発生する上、前記大量の汚泥廃棄物を埋め戻すためには大容量の廃棄用の穴、すなわち、廃棄スペースが必要であり、その場所の確保が難しいのが現状である。  
しかしながら、被災地の復興のためには、これらの大量の汚泥廃棄物を迅速に処理することが急務である。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、その目的は、地震、洪水、津波、台風等の自然災害で発生した大量の汚泥廃棄物の廃棄スペースの確保が容易であるとともに、その大量の汚泥廃棄物を低コストで処理可能な汚泥廃棄物の処分方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明の第１の態様に係る汚泥廃棄物の処分方法は、処分対象である汚泥廃棄物を、粒径の大きさが異なる複数のグループに分級する分級工程と、前記複数のグループの少なくとも一つのグループの処分対象を、地中の間隙に強制的に投入する地中投入工程と、を含み、前記地中投入工程は、各グループの粒径に対応する投入方法により行われるものである。
【０００９】
本態様に係る汚泥廃棄物の処分方法は、汚泥廃棄物に対して、地中の間隙に強制的に投入する地中投入工程を行うことにより、該地中に廃棄処分する点が特徴である。すなわち、地中の土粒子同士の間隙を汚泥廃棄物の廃棄スペースとして用いる処分方法である。  
一般的な土壌において、前記土粒子同士の間隙によって構成される地中の空隙は、締まった地盤で２０％〜緩い地盤で５０％程度あり、かなり大きな廃棄スペースが地中に存在すると言える。
【００１０】
地震、洪水、津波、台風等の自然災害で発生した大量の汚泥廃棄物には、様々な粒径の廃棄物が含まれている。本態様に係る汚泥廃棄物の処分方法では、汚泥廃棄物である処分対象を、粒径の大きさが異なる複数のグループに分級する分級工程を行う。このことにより、後述するように、各グループの粒径に対応する投入方法により、地中の間隙に強制的に投入する地中投入工程を行うことが可能となる。
【００１１】
各グループの粒径に対応する投入方法としては、例えば、機械撹拌方式、高圧噴射撹拌方式、圧力注入方式、ケーシングによる静的締固め方式等の公知の投入方法を用いることができる。前記機械撹拌方式、高圧噴射撹拌方式、圧力注入方式、ケーシングによる静的締固め方式等の投入方法は、ノズル、注入管、ケーシング等を土中に差し込んで投入物を強制的に地中の間隙に投入するものであるので、前記処分対象の各グループの粒径に対応する管径のノズルや注入管等を用いて実行可能な投入方法を選択すればよい。  
【００１２】
本態様によれば、大量の汚泥廃棄物の廃棄スペースの確保が容易であり、災害現地において廃棄スペースを地中に確保して、その大量の汚泥廃棄物を低コストで処理することができる。
【００１３】
本発明の第２の態様に係る汚泥廃棄物の処分方法は、第１の態様において、前記処分対象は、少なくとも、主として砂、泥、土からなる細粒分のグループと、主として砂利、コンクリートガラからなる粗粒分のグループと、前記細粒分および前記粗粒分よりも大きい他の粒分のグループと、に分級され、前記細粒分および前記粗粒分に対して、前記地中投入工程を行うことを特徴とするものである。
【００１４】
主として砂、泥、土からなる細粒分のグループは、例えば、２ｍｍ以下程度の細かい粒分を含むグループであり、砂、泥、土以外の粒分として、貝殻片、木片、アスファルト片等を含んでいてもよい。また、主として砂利、コンクリートガラからなる粗粒分のグループは、例えば、２ｍｍを超えて４０ｍｍ以下程度の中程度の粒分を含むグループであり、砂利、コンクリートガラ以外の粒分として、貝殻片、木片、アスファルト片、粘性土の塊、等を含んでいてもよい。  
前記細粒分および前記粗粒分よりも大きい他の粒分のグループは、前記粗粒分よりも大きな木片、コンクリート塊、金属片、プラスチック片等である。
【００１５】
本態様によれば、前記細粒分のグループの汚泥廃棄物と、前記粗粒分のグループの汚泥廃棄物に対して、第１の態様の効果を得ることができる。
【００１６】
本発明の第３の態様に係る汚泥廃棄物の処分方法は、第２の態様において、前記分級工程によって得られた前記細粒分および前記粗粒分よりも大きい他の粒分を粉砕した後に、当該粉砕物に対して分級工程を行うことを特徴とするものである。
【００１７】
本態様によれば、前記細粒分および前記粗粒分よりも大きい他の粒分を粉砕し、当該粉砕物に対して分級工程を行い、もともと大きい粒分として含まれていた汚泥廃棄物に対しても地中投入工程を行い、地中の間隙に投入して処分することができる。
【００１８】
本発明の第４の態様に係る汚泥廃棄物の処分方法は、第１の態様から第３の態様のいずれか一つにおいて、前記汚泥廃棄物に水を加えて希釈泥水にする希釈工程を行った後に、前記分級工程を行うことを特徴とするものである。
【００１９】
本態様によれば、通常、汚泥廃棄物は粘度が高いが、水で希釈して所定の流動性を持たせた希釈泥水にすることによって、振動ふるい式や遠心分級式等の分級装置による分級工程を効率よく行うことができる。  
尚、希釈に用いる水は、工業用水、水道水の他、河川の水や海水を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る汚泥廃棄物の処理方法の一連の流れを説明する概要図である。
【図２】地中投入工程を行う投入方法の一例であり、機械撹拌方式による投入方法を説明する図である。
【図３】地中投入工程を行う投入方法の一例であり、高圧噴射撹拌方式による投入方法を説明する図である。
【図４】地中投入工程を行う投入方法の一例であり、圧力注入方式による投入方法を説明する図である。
【図５】地中投入工程を行う投入方法の一例であり、ケーシングによる静的締固め方式による投入方法を説明する図である。
【図６】汚泥廃棄物の処分量の試算条件を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
［実施例１］
以下、図面を参照しながら、本発明に係る汚泥廃棄物の処理方法の実施形態について説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。  
図１は、本発明に係る汚泥廃棄物の処理方法の一連の流れを説明する概要図である。
【００２２】
まず、汚泥廃棄物１は、希釈槽２に導入され、水３を加えて所定の流動性を持たせた希釈泥水にされる（希釈工程）。汚泥廃棄物１の希釈に用いる水は、工業用水、水道水の他、河川の水や海水を用いることができる。  
汚泥廃棄物１に悪臭等がある場合には、この希釈工程において、薬剤処理や微生物処理による悪臭除去対策を行うことが望ましい。また、必要に応じて薬剤処理による害虫対策を行うことが望ましい。
【００２３】
前記希釈工程を行った後、希釈泥水４は分級装置５に送られる。分級装置５によって、処分対象である汚泥廃棄物１を、粒径の大きさが異なる複数のグループに分級する分級工程を行う。  
分級装置５としては、振動ふるい式、遠心分級式、サイクロン式等の公知の分級装置５を用いることができる。本実施例では、湿式の分級装置５が用いられるが、前記希釈工程を行わない場合には、乾式の分級装置を用いてもよい。
【００２４】
前記分級装置５による分級工程によって、処分対象である汚泥廃棄物１は、粒径の大きさが異なる複数のグループ、すなわち、グループ１、グループ２、グループ３、グループ４、・・・グループｎに分級される。
【００２５】
ここで、本実施例においてグループ１は、少なくとも、主として砂、泥、土からなる細粒分のグループであり、例えば、２ｍｍ以下程度の細かい粒分を含み、砂、泥、土以外の粒分として、例えば、貝殻片、木片、アスファルト片等を含んでいる。  
また、グループ２は、主として砂利、コンクリートガラからなる粗粒分のグループであり、２ｍｍを超えて４０ｍｍ以下程度の中程度の粒分を含み、砂利、コンクリートガラ以外の粒分として、例えば、貝殻片、木片、アスファルト片、粘性土の塊等を含んでいる。  
グループ３〜グループｎは、前記細粒分および前記粗粒分よりも大きい他の粒分のグループであり、前記粗粒分よりも大きな木片、コンクリート塊、金属片、プラスチック片等を含んでいる。
【００２６】
これらの複数のグループの少なくとも一つのグループの処分対象が、地中の間隙に強制的に投入する地中投入工程に送られる。本実施例では、グループ１の汚泥廃棄物およびグループ２の汚泥廃棄物が地中投入工程に送られる。他のグループの汚泥廃棄物は、それぞれの汚泥廃棄物の大きさに応じて、埋戻し（埋め立て）や盛土として用いられたり、汚泥廃棄物を建設資材等へ加工するための中間処理施設に送られたり、最終処分場（管理型処分場、遮断型処分場、安定型処分場等）へ送られる。  
尚、分級後、必要に応じて有害物質の浄化処理や不溶化処理を行うことが望ましい。
【００２７】
次に、グループ１とグループ２に分けられた汚泥廃棄物に対して行う地中投入工程について説明する。前記地中投入工程は、各グループの粒径に対応する投入方法により行われる。  
各グループの粒径に対応する投入方法としては、例えば、機械撹拌方式、高圧噴射撹拌方式、圧力注入方式、ケーシングによる静的締固め方式等の公知の投入方法を用いることができる。前記投入方法は、分級した汚泥廃棄物を地中の間隙に強制的に投入することができる投入方法であれば、これらの方法に限られるものではない。
【００２８】
以下に、前記投入方法の例として、機械撹拌方式、高圧噴射撹拌方式、圧力注入方式、ケーシングによる静的締固め方式の４つの方法について説明する。図２は機械撹拌方式による投入方法を説明する図である。図３は高圧噴射撹拌方式による投入方法を説明する図である。図４は圧力注入方式による投入方法を説明する図である。図５はケーシングによる静的締固め方式による投入方法を説明する図である。
【００２９】
＜機械撹拌方式＞
図２のように、スラリー状の汚泥廃棄物を噴射する噴出ノズル１１を有する撹拌翼１２を備えた撹拌装置１０を土中に挿入し、前記撹拌翼１２を回転させながら噴出ノズル１１からスラリー状の汚泥廃棄物を噴射することによって、前記汚泥廃棄物を地中の間隙に強制的に投入することができる。本方式に用いる汚泥廃棄物は、噴出ノズル１１の径の１／４〜１／２以下の大きさであることが望ましい。例えば、噴出ノズル１１の径がφ３．５ｍｍである場合には、汚泥廃棄物の粒径の大きさは、約２ｍｍ以下であることが望ましい。
【００３０】
＜高圧噴射撹拌方式＞
図３のように、単管または多重管のロッド２０に設けられた噴出ノズル２１から、超高圧でスラリー状の汚泥廃棄物と圧縮空気を同時に回転、噴射して、地中に円柱状の前記汚泥廃棄物の塊を形成する。具体的には、土粒子同士の間に隙間のある地中において、前記土粒子同士の間隙を押し詰めてスペースをつくり、前記円柱状の汚泥廃棄物の塊を形成する。以って、汚泥廃棄物を地中の間隙への強制的な投入を達成するものである。  
本方式に用いる汚泥廃棄物は、噴出ノズル径の１／４〜１／２以下の大きさであることが望ましい。例えば、噴出ノズル径がφ３．５ｍｍである場合には、汚泥廃棄物の粒径の大きさは、約２ｍｍ以下であることが望ましい。
【００３１】
＜圧力注入方式＞
図４のように、汚泥廃棄物を注入する注入管３０を土中に挿入し、生コンクリート状の粘度の汚泥廃棄物を圧力注入することによって、前記汚泥廃棄物の塊を形成する。本方式においても、汚泥廃棄物の圧力注入により、土粒子同士の間隙を押し詰めてスペースをつくり、前記汚泥廃棄物の塊を形成する。前記注入管を少しずつ引き上げながら汚泥廃棄物の塊が複数形成される。  
前記注入管の管径は、一般的にφ５０ｍｍ〜１００ｍｍ程度である。汚泥廃棄物の粒径は注入管の管径の１／４〜１／３以下の大きさであることが望ましい。例えば、φ５０ｍｍの注入管を用いる場合、汚泥廃棄物の粒径は約１５ｍｍ以下であることが望ましい。
【００３２】
＜ケーシングによる静的締固め方式＞
図５のように、先端に掘削用ヘッド４１を備えたケーシング４０を用い、前記掘削用ヘッドを回転させながらケーシング４０を上下させ、更に汚泥廃棄物をケーシング４０を通して地中に導入することにより、地盤の掘削をしながら汚泥廃棄物を締固めるとともに拡径が行われる。すなわち、前記締固めによって土粒子同士の間隙を押し詰めてスペースをつくり、汚泥廃棄物を土中へ強制的に投入する。  
ケーシング４０の径は、一般的にφ４００ｍｍ〜１０００ｍｍ程度である。汚泥廃棄物の粒径については、締固め易い４０ｍｍ以下程度が望ましい。
【００３３】
前記機械撹拌方式、高圧噴射撹拌方式、圧力注入方式、ケーシングによる静的締固め方式等の投入方法は、いずれもノズル、注入管、ケーシング等を土中に差し込んで汚泥廃棄物を強制的に地中の間隙に投入するものであり、前記処分対象の各グループの粒径に対応する管径のノズルや注入管等を用いて実行可能な投入方法を選択することができる。
【００３４】
本実施例においては、グループ１の細粒分（２ｍｍ以下）の汚泥廃棄物に対しては、機械撹拌方式または高圧噴射撹拌方式を用いて前記地中投入工程を行う。また、グループ２の粗粒分（２ｍｍを超えて４０ｍｍ以下）の汚泥廃棄物に対しては、圧力注入方式またはケーシングによる静的締固め方式によって前記地中投入工程を行う。
【００３５】
本実施例では、希釈工程を行って湿式の分級装置を用いて分級を行っている。したがって、分級後のスラリー状の汚泥廃棄物を、そのまま機械撹拌方式または高圧噴射撹拌方式による地中投入工程に送ることができる。圧力注入方式またはケーシングによる静的締固め方式による地中投入工程に供する粒径の汚泥廃棄物に対しては、適宜脱水等を行う。
【００３６】
尚、汚泥廃棄物を強制的に地中の間隙に投入したときに、スラリーの水または元々地中に含まれていた水が地表に湧き出てくる場合には、バキューム車によってその湧き出た水を吸引しながら作業を行う。  
また、汚泥廃棄物の地中への強制的投入の結果、地表面付近が盛り上がる場合があるが、ローラー車、グレーダー等によって均すようにする。
【００３７】
本発明に係る汚泥廃棄物の処分方法は、汚泥廃棄物に対して、地中の間隙に強制的に投入する地中投入工程を行うことにより、該地中に廃棄処分する点が特徴である。すなわち、地中の土粒子同士の間隙を汚泥廃棄物の廃棄スペースとして用いる処分方法である。  
地震、洪水、津波、台風等の自然災害で発生した大量の汚泥廃棄物には、様々な粒径の廃棄物が含まれている。本実施例に係る汚泥廃棄物の処分方法では、汚泥廃棄物である処分対象を、粒径の大きさが異なる複数のグループに分級する分級工程を行う。このことにより、各グループの粒径に対応する投入方法（機械撹拌方式、高圧噴射撹拌方式、圧力注入方式、ケーシングによる静的締固め方式等）により、地中の間隙に強制的に投入する地中投入工程を行うことが可能となる。
【００３８】
本実施例によれば、大量の汚泥廃棄物の廃棄スペースの確保が容易であり、災害現地において廃棄スペースを地中に確保して、その大量の汚泥廃棄物を低コストで処理することができる。  
汚泥廃棄物の処理場所としては、例えば、防潮堤、防波堤のキソ地盤、護岸、岸壁の背面地盤、道路、公園の下層地盤等が挙げられる。また、地中に投入する汚泥廃棄物が基準値を超える有害物質を含む場合は、必要に応じて処理場周辺に遮水工を設けることによって、周囲への環境汚染の拡散を防止することができる。
【００３９】
［実施例２］
次に、本発明に係る汚泥廃棄物の処分方法の他の実施形態について説明する。  
本実施例では、実施例１の分級工程によって得られたグループのうち、地中投入工程を行って地中に投入したグループ（グループ１およびグループ２）よりも大きい他の粒分を含むグループの汚泥廃棄物を粉砕して細かくした後に、その粉砕物に対して再度分級工程を行う。  
これにより、もともと大きい粒分として含まれていた汚泥廃棄物に対しても地中投入工程を行うことができるので、該地中投入工程に供することができる汚泥廃棄物量が増加し、より多くの汚泥廃棄物を本方法によって処理することが可能となる。
【００４０】
［汚泥廃棄物の処分量の試算］
敷地形状が幅１００ｍ×長さ１００ｍであり、汚泥廃棄物の投入対象層が地中２０ｍである場合（図６を参照）について汚泥廃棄物の処分量を試算した。施工機械が１台である場合の試算結果を表１に示す。表２には、「埋戻し・盛土」に用いる処理方法と、「中間処理施設」においてセメントやレンガ等の建設資材に再利用する処理方法と、管理型最終処分場に埋め立てる処理方法の処理能力と処理コストを示す。
【００４１】
【表１】
2013031793.tif 000003
【００４２】
【表２】
2013031793.tif 000004
【符号の説明】
【００４３】
１  汚泥廃棄物、  ２  希釈槽、  ３  水、
４  希釈泥水、  ５  分級装置、
１０  撹拌装置、  １１  噴出ノズル、  １２  撹拌翼、
２０  ロッド、  ２１  噴出ノズル、  
３０  注入管、
４０  ケーシング、  ４１  掘削用ヘッド
【図１】
2013031793.tif 000005
【図２】
2013031793.tif 000006
【図３】
2013031793.tif 000007
【図４】
2013031793.tif 000008
【図５】
2013031793.tif 000009
【図６】
2013031793.tif 000010