(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
建設泥土、浚渫泥土等の廃泥にセメント系材料又は石灰系材料を主成分とする固化材が添加されてなる処理土にドライアイス粒体を噴射し、前記処理土の土粒子又は土塊の表面に炭酸カルシウム被膜を形成することを特徴とする植栽用改良土の製造方法。
【請求項２】
建設泥土、浚渫泥土等の廃泥にセメント系材料又は石灰系材料を主成分とする固化材が添加されてなる処理土が搬送開始位置にて投下されるベルトコンベヤと、該ベルトコンベヤの搬送途中に配置され前記処理土にドライアイス粒体を噴射して該処理土の土粒子又は土塊の表面に炭酸カルシウム被膜を形成して植栽用改良土を製造するように構成されたブラスト装置とからなることを特徴とする植栽用改良土の製造システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、緑化を行う際に使用される植栽用改良土の製造方法及び製造システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＳＭＷ（ソイルセメント柱列壁）工法や、地中連続壁工法、シールド工法といった泥水工法においては、建設泥土が多量に発生する。また、水質汚染を防止するため、その原因となるヘドロ層を浚渫によって除去することがあるが、かかる浚渫工事においても浚渫泥土が多量に発生する。
【０００３】
このような発生土は、従来であれば脱水、ｐＨ処理といった処理を経た後、産業廃棄物として処分されることが多かったが、資源の有効利用や環境保護あるいは処分コストの低減といった観点から言えば、できるだけ再利用されることが望ましい。
【０００４】
このような背景の下、最近では、発生土にセメント系材料または石灰系材料を添加混合して強度を改善し、かかる処理土を盛土材、法面形成材、遮水壁の構築材あるいは裏込め等の空洞充填材として有効利用されることが多くなってきた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる処理土が使用された箇所では、セメント系材料や石灰系材料が添加されている関係上、アルカリ性が強くて植物の生育に適さない環境となり、緑化することが非常に困難となるという問題を生じていた。
【０００６】
なお、どうしても緑化が必要な場合には、健全な良質土を客土するか、硫酸、硫酸第一鉄、イオウ華といった薬剤を添加して中和する等の方法が考えられなくもないが、前者の方法ではコストがかかりすぎるという問題が生じ、後者の方法では、薬剤が危険物であるので取り扱いに十分な配慮が必要になるとともに作業にあたっては有資格者が必要となるという新たな問題が生じる。また、後者の方法では、適量を添加することが難しく、ややもすれば過剰添加となって酸性地盤になってしまうことも少なくなかった。
【０００７】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、セメント系材料や石灰系材料が添加された処理土であっても低コストかつ安全確実に緑化を行うことが可能な植栽用改良土の製造方法及び製造システムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る植栽用改良土の製造方法は請求項１に記載したように、建設泥土、浚渫泥土等の廃泥にセメント系材料又は石灰系材料を主成分とする固化材が添加されてなる処理土にドライアイス粒体を噴射し、前記処理土の土粒子又は土塊の表面に炭酸カルシウム被膜を形成するものである。
【００１０】
また、本発明にかかる植栽用改良土の製造システムは請求項２に記載したように、建設泥土、浚渫泥土等の廃泥にセメント系材料又は石灰系材料を主成分とする固化材が添加されてなる処理土が搬送開始位置にて投下されるベルトコンベヤと、該ベルトコンベヤの搬送途中に配置され前記処理土にドライアイス粒体を噴射して該処理土の土粒子又は土塊の表面に炭酸カルシウム被膜を形成して植栽用改良土を製造するように構成されたブラスト装置とからなるものである。
【００１１】
本発明に係る植栽用改良土の製造方法及び製造システムにおいては、建設泥土、浚渫泥土等の廃泥にセメント系材料又は石灰系材料を主成分とする固化材が添加されてなる処理土にドライアイス粒体を噴射し、前記処理土の土粒子又は土塊の表面に炭酸カルシウム被膜を形成する。
【００１２】
ここで、処理土は、原材料が廃泥であるため、もともと含水比が高く、その土粒子や土塊表面には多くの表面水が付着している。
【００１３】
そのため、従来の方法において処理土の土粒子又は土塊の表面に炭酸カルシウム被膜を形成させるには、処理土を処理用地に拡げた上、大気中の二酸化炭素を表面水に溶け込ませた上、処理土内のカルシウムと反応させる必要があるが、大気中の二酸化炭素は表面水にゆっくりと溶け込むため、溶け込んだ二酸化炭素が土粒子又は土塊表面において処理土中のカルシウムと反応するには時間を要し、結果として、処理土の土粒子又は土塊の表面に炭酸カルシウム被膜が形成されるには非常に長い時間がかかっていた。
【００１４】
それに対し、上述したように処理土にドライアイス粒体を噴射すると、処理土の土粒子または土塊の表面に付着している水は、ドライアイス粒体による冷却作用によっていったん凍結し、その後、大気温度、例えば２０゜Ｃであれば、該大気温度との温度差ΔＴが実質的に零の状態から２０゜以上の温度差にまで拡大し、かかる温度差の拡大に伴って温度ポテンシャルによる蒸気圧が大きくなり、凍結した表面水は、溶解過程を経てすみやかに蒸発するとともに、その溶解過程で生じた水、ドライアイス粒体による高濃度の二酸化炭素及び処理土内のカルシウムとが反応し、処理土の土粒子または土塊の表面には炭酸カルシウム被膜が形成される。
【００１５】
ここで、かかる凍結、溶解、蒸発及び被膜形成という一連の反応は瞬間的に進行するため、従来のように処理土を処理用地上に拡げて大気中の二酸化炭素による自然処理を行うよりも、炭酸カルシウム被膜の形成をはるかに短時間に終了させることが可能となる。
【００１６】
そして、土粒子又は土塊の表面に炭酸カルシウム被膜がいったん形成された後は、処理土中のアルカリ成分は、該炭酸カルシウム被膜によって土粒子又は土塊の内部に閉じ込められ、外部への溶出が抑制される。そして、その結果として、ｐＨや電気伝導度（ＥＣ）が植物の生育に適した値に低下することとなり、かくして、本発明に係る植栽用改良土を緑化や農地化に用いることが可能となる。なお、本発明に係る植栽用改良土の利用形態は任意であり、盛土材、法面形成材、埋立材、埋戻し材、客土材、土壌改良材等として用いることが考えられる。
【００１７】
また、本来であれば、産業廃棄物として処分しなければならない廃泥を有効利用することが可能となり、資材のリサイクル及び廃棄物の減容化に大いに寄与するとともに、一時的な固定形態にすぎないドライアイスを炭酸カルシウム被膜という形態に転換することによって、二酸化炭素を長期的に固定することが可能となり、地球環境保全の観点で二酸化炭素削減ひいては地球温暖化の防止にも寄与する。
【００１８】
建設泥土、浚渫泥土等の廃泥とは、建築土木現場において含水比が高いためにそのままでは運搬等の取り扱いができず、固化材を添加する必要があるものをすべて包含するものであり、建設泥土の具体例としては、ＳＭＷ工法で発生した残土、連続地中壁工法やシールド工法といった泥水工法で発生する劣化泥水などが該当する。また、その他の廃泥には、下水道汚泥等も含まれる。
【００１９】
ドライアイス粒体は、上述した作用が生じる限り、その大きさや形状は問わない。例えば、米粒大のものやペレット状のものを噴射するようにしてもかまわないし、粒径が小さな粒子状のもの、特に、微粒体に成形されたものを噴霧するようにしてもかまわない。なお、本発明では、噴霧という用語を噴射の下位概念として用いるものとする。
【００２０】
植栽用改良土は、公園、ゴルフ場、造成地、法面、河川堤防等に植栽を施して緑化を行うために用いてもよいし、畑や水田の農地化のために用いてもよい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る植栽用改良土の製造方法及び製造システムの実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２２】
図１は、本実施形態に用いる植栽用改良土を示した概念図である。同図でわかるように、本実施形態に用いる植栽用改良土１は、建設泥土、浚渫泥土等の廃泥にセメント系材料又は石灰系材料を主成分とする固化材が添加されてなる処理土にドライアイス粒体を噴射することにより、該処理土の土粒子又は土塊２の表面に炭酸カルシウム被膜３を形成してなる。
【００２３】
本実施形態に用いる植栽用改良土１を製造するには、まず、建設泥土、浚渫泥土等の廃泥にセメント系材料又は石灰系材料を主成分とする固化材が添加されてなる処理土を準備する必要があるが、かかる処理土は、例えば、地中連続壁を構築する際に生じた劣化泥水を、サイクロン、スクリューデカンタ、フィルタープレス等で機械脱水して脱水ケーキとし、これを処理土とすることができる。なお、固化材についてはセメントを採用し、該セメントを例えばフィルタープレスで加圧脱水する前に予め添加しておけばよい。
【００２４】
図２は、本実施形態に係る植栽用改良土の製造システム２１を示した全体図である。同図に示すように、植栽用改良土の製造システム２１は、処理土４が搬送開始位置にて投下されるベルトコンベヤ１１と、該ベルトコンベヤの搬送途中に配置されたブラスト装置１２とからなり、該ブラスト装置は、処理土４にドライアイス粒体１３を噴射して該処理土の土粒子又は土塊２の表面に炭酸カルシウム被膜３を形成して植栽用改良土１を製造するようになっている。
【００２５】
ブラスト装置１２は、ドライアイス粒体１３を噴射可能であればどのような装置でもよく、例えばコーティング材、接着剤、塗料その他の付着物の除去を用途とした公知のブラスト装置から適宜選択すればよい。但し、公知のブラスト装置は、付着物を除去することが目的であるという関係上、例えばペレット状のドライアイスをブラスト材として一定の速度で噴射しあるいは吹き付けるようになっているが、本実施形態では、ドライアイス粒体１３の噴射にあたって特段の噴射速度や吹付け速度は不要であり、単に、処理土４に向けて噴射ないしは吹付けを行うことができれば足りる。
【００２６】
かかる製造システム２１を用いて植栽用改良土１を製造するには、まず、上述のように準備された処理土４をベルトコンベヤ１１の搬送開始位置に順次投下する。処理土４を投下するにあたっては、予め振動篩等でその土塊を砕き、できるだけ細かい土粒子にしておくのが望ましい。
【００２７】
次に、ベルトコンベヤ１１で同図矢印方向に処理土４を移動し、次いで、ベルトコンベヤ１１の上方に配置されたブラスト装置１２からドライアイス粒体１３を処理土４に向けて噴射する。
【００２８】
このようにすると、処理土４は、原材料が廃泥であるため、もともと含水比が高く、その土粒子や土塊２の表面には多くの表面水が付着しているが、上述したように処理土４にドライアイス粒体１３を噴射すると、処理土４の土粒子または土塊２の表面に付着している水は、ドライアイス粒体１３による冷却作用によっていったん凍結し、その後、大気温度、例えば２０゜Ｃであれば、該大気温度との温度差ΔＴが実質的に零の状態から２０゜以上の温度差にまで拡大し、かかる温度差の拡大に伴って温度ポテンシャルによる蒸気圧が大きくなり、凍結した表面水は、溶解過程を経てすみやかに蒸発するとともに、その溶解過程で生じた水、ドライアイス粒体１３による高濃度の二酸化炭素及び処理土４内のカルシウムとが反応し、処理土４の土粒子または土塊２の表面には炭酸カルシウム被膜３が形成される。
【００２９】
ここで、かかる凍結、溶解、蒸発及び被膜形成という一連の反応は瞬間的に進行し、炭酸カルシウム被膜３の形成は短時間で終了する。
【００３０】
なお、かかる炭酸カルシウム被膜３の形成プロセスにおいては、上述したドライアイス粒体１３による水分蒸発作用及び本来の中和作用により、含水比及びｐＨが高い処理土４は、含水比が低下して速やかに乾燥するとともに、ｐＨも低下して中和される。
【００３１】
ブラスト装置１２を用いてドライアイス粒体１３を噴射するにあたっては、該ドライアイス粒体が処理土４に均一かつ確実に噴射されるよう、噴射位置においては同図に示すように処理土４が所定の厚み以下でベルトコンベヤ１１上に載置されているのが望ましい。また、ベルトコンベヤ１１に沿ってブラスト装置１２を複数台設置しておくことも考えられる。
【００３２】
ブラスト装置１２からドライアイス粒体１３を処理土４に向けて噴射したならば、これを植栽用改良土１としてベルトコンベヤ１１の搬送終了位置にて回収し、かかる植栽用改良土１を盛土材、法面形成材、埋立材、埋戻し材、客土材、土壌改良材等の形態で緑化あるいは農地化のための土として利用する。
【００３３】
以上説明したように、本実施形態に係る植栽用改良土の製造方法及び製造システムによれば、セメント系材料又は石灰系材料を主成分とする固化材が添加されてなる処理土４にドライアイス粒体１３を噴射するようにしたので、従来のように処理土４を処理用地上に拡げて大気中の二酸化炭素による自然処理を行うよりも、炭酸カルシウム被膜３の形成をはるかに短時間に終了させることが可能となるとともに、ブラスト装置１２によるドライアイス粒体１３の噴射作業ができるスペースがあれば足り、従来では不可欠であった広い処理用地も不要となる。
【００３４】
そして、土粒子又は土塊２の表面に炭酸カルシウム被膜３がいったん形成された後は、処理土４中に残留しているアルカリ成分は、該炭酸カルシウム被膜によって土粒子又は土塊２の内部に閉じ込められ、外部への溶出が抑制される。
【００３５】
そのため、ｐＨや電気伝導度（ＥＣ）が植物の生育に適した値に低下することとなり、かくして本実施形態に係る植栽用改良土１を緑化や農地化に用いることが可能となるとともに、上述したように含水比も低下しているため、運搬等の取り扱いも容易に行うことができる。
【００３６】
また、本来であれば、産業廃棄物として処分しなければならない廃泥を有効利用することが可能となり、資材のリサイクル及び廃棄物の減容化に大いに寄与するとともに、一時的な固定形態にすぎないドライアイスを炭酸カルシウム被膜３という形態に転換することによって、二酸化炭素を長期的に固定することが可能となり、地球環境保全の観点で二酸化炭素削減ひいては地球温暖化の防止にも寄与する。
【００３７】
また、本実施形態に係る植栽用改良土の製造方法及び製造システムによれば、炭酸カルシウム被膜３の形成プロセスにおいて、ドライアイス粒体１３による水分蒸発作用及び本来の中和作用により、含水比及びｐＨが高い処理土４の含水比を低下させて速やかに乾燥させるとともに、ｐＨを低下させることも可能となる。
【００３８】
本実施形態では、ベルトコンベヤ１１の上方にブラスト装置１２を配置してなる処理システムを用いて処理土４の土粒子又は土塊２の表面に炭酸カルシウム被膜３を形成するようにしたが、かかる処理システムを使用する代わりに、処理土４を処理領域に敷き拡げ、該処理土に向けて作業員による手作業でドライアイス粒体を噴射するようにしてもかまわない。
【００３９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係る植栽用改良土の製造方法及び製造システムによれば、建設泥土、浚渫泥土等の廃泥にセメント系材料又は石灰系材料を主成分とする固化材が添加されてなる処理土にドライアイス粒体を噴射することで前記処理土の土粒子又は土塊の表面に炭酸カルシウム被膜を形成するようにしたので、ｐＨや電気伝導度（ＥＣ）が植物の生育に適した値に低下した植栽用改良土を、従来のように処理用地上に拡げて大気中の二酸化炭素による自然処理を行うよりもはるかに短時間に製造することが可能となる。
【００４０】
また、本来であれば、産業廃棄物として処分しなければならない廃泥を有効利用することが可能となり、資材のリサイクル及び廃棄物の減容化に大いに寄与するとともに、一時的な固定形態にすぎないドライアイスを炭酸カルシウム被膜という形態に転換することによって、二酸化炭素を長期的に固定することが可能となり、地球環境保全の観点で二酸化炭素削減ひいては地球温暖化の防止にも寄与する。
【００４１】
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る植栽用改良土を示した概念図。
【図２】本実施形態に係る植栽用改良土の製造システムを示した全体図。
【符号の説明】
１                        植栽用改良土
２                        土粒子又は土塊
３                        炭酸カルシウム被膜
４                        処理土
１３                      ドライアイス粒体
２１                      植栽用改良土の製造システム
【図１】
0003991355.tif 000002
【図２】
0003991355.tif 000003