(57)【要約】【課題】製紙工場において焼却炉から排出される製紙スラッジ、ＤＩＰフロス等の焼却灰からなる土質改良材であり、処理が簡便で、安定した強度を得られる土質改良材及び土質改良方法の提供。【解決手段】製紙スラッジ、ＤＩＰフロス等を焼却し、粒径を６００μｍ以下に調整した焼却灰からなる土質改良材で、該土質改良材を泥土、凌渫土等の軟弱土に混合・撹拌する土質改良方法であり、好ましくは、該土質改良土を前記軟弱土１ｍ３に対して３００ｋｇ以上混合する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
製紙スラッジ、ＤＩＰフロス等を焼却し、粒径を６００μｍ以下に調整した焼却灰からなることを特徴とする土質改良材
【請求項２】
製紙スラッジ、ＤＩＰフロス等を焼却し、粒径を６００μｍ以下に調整した焼却灰を基材にした土質改良材を泥土、凌渫土等の軟弱土に混合・撹拌することを特徴とする土質改良方法。
【請求項３】
前記土質改良材を前記軟弱土１ｍ３に対して３００ｋｇ以上混合することを特徴とする請求項２記載の土質改良方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製紙スラッジ、ＤＩＰフロス等の焼却灰からなる土質改良材及び土質改良方法に関し、さらに詳しくは、製紙スラッジ、ＤＩＰフロス等の焼却灰のうち粒径が６００μｍ以下のもの用いた土質改良材であり、該土質改良材を泥土や浚渫土等の軟弱土に混合・攪拌し土質改良する土質改良方法である。
【背景技術】
【０００２】
製紙工場から発生するペーパースラッジやＤＩＰフロス等は、その減量化のために雑芥などとともに焼却炉で焼却され、その残渣として焼却灰が残る。この焼却灰はセメント原料や路盤材に利用されたりもするが、利用しきれず埋め立て処分されている場合もある。
【０００３】
一方、建設工事においては、副次的に発生する建設泥土の量は非常に多く(例えば東京都下水道局平成１２年度発注工事で発生した副産物６４万トンのうちの７８％が建設泥土である)、これは廃棄物処理法の対象外であり、東京都では平成１１年１２月策定の「東京都建設リサイクルガイドライン」でリサイクルの基本ルールが示され、最終処分場への搬入は禁止されている。
【０００４】
このため建設泥土を改良し、それを利用するために、さまざまな工法が提案されている。従来ではセメント系や石灰系(特許文献１)のような固化材と建設泥土と混合して安定化させていたが、これでは改良後は掘削などができない、あるいは粒状化されていれば用途は路盤材などに限定されてしまうなどの欠点がある。
【０００５】
工法の一つとして、製紙スラッジ焼却灰を基材とした土質改良材による土質改良方法がある(特許文献２、３)。この方法による改良土の主な利用先は、湖岸の盛土や、田畑の嵩上げ材などである。改良土を、これらに有効利用するためには、改良土のコーン指数が高いほど、その機能も高い。従来の方法では、焼却炉から排出された灰を、そのまま泥土と混ぜて改良土を作る方法であった。しかしながらこの方法は、炉の炉底に落下して採取された炉底灰と燃焼ガスから集塵機やバグフィルターで採取された飛灰が混合する場合が多く、これらをそのまま土質改良材の基材として利用すると、粒径が大きく比表面積の小さな炉底灰が混ざり、十分な吸水機能が得られず、結果として高い強度の改質土が得られないことにつながる。
【０００６】
また、焼却灰にはフッ素や六価クロムなどの有害物質が含まれている場合が多く、土壌への利用にはそれらの溶出量が土壌環境基準値以下とならなければならない。このためにスラッジ焼却灰に何らかの処理が必要な場合がある。その処理によっては水分が加わることもあり、これも改質土のコーン指数がさらに低くなるといった結果につながる。
【特許文献１】特開平１０−０５７９９１号公報
【特許文献２】特開２００６−２４１４２９号公報
【特許文献３】特開２００６−２７３９２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記のような利用制限のある固化材に替わり、簡便で迅速に、安定的に強度の高い改良土が得られる土質改良材及び土質改良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】
本発明は製紙スラッジ、ＤＩＰフロス等の焼却灰からなる土質改良材及び土質改良方法であり、前述の技術的課題を解決するために以下の発明を包含する。
【０００９】
製紙スラッジ、ＤＩＰフロス等の焼却炉から排出され、ホッパーなどに集められた焼却灰には、炉の炉底に落下して採取された炉底灰と燃焼ガスから集塵機やバグフィルターで採取された飛灰が混合している場合が多く、これらをそのまま使用して土質改良すると、炉底灰は飛灰に比べて粒径が大きく、比表面積が小さく吸水能が低いために、十分な改良効果が得られない。また炉底灰の混合率が一定とも限らないため、安定な強度の改良土の供給が難しくなる。
【００１０】
この問題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、飛灰と炉底灰が混ざっているホッパーから採取した焼却灰の粒度分布を調べたところ、表1に示すように、飛灰の粒子はほとんどが６００μｍ以下にあり、炉底灰はほとんどが５００μｍ以上にあることがわかり、また、表２に示すように飛灰と炉底灰を７０：３０の割合に混合したものを各種篩で分別したところ７０％の飛灰を分離できたのが６００μｍの篩であったことから、焼却灰の粒径を６００μｍ以下に調整することによって、炉底灰を取り除くことができ、吸水能力の高い土質改良材、安定的に強度の高い改良土を得ることを見出した。
【００１１】
【表１】
2009067899.tif 000002
【００１２】
【表２】
2009067899.tif 000003
【００１３】
本発明は、製紙スラッジ、ＤＩＰフロス等の焼却灰からなる土質改良材であり、焼却灰の粒径は６００μｍ以下に調整したものを用いた土質改良材である。
【００１４】
本発明は上記土質改良材を泥土や浚渫土等の軟弱土に混合・撹拌することにより、軟弱土中の水分を土質改良材に吸水させ、強度を向上させる土質改良方法であり、好ましくは１ｍ３に対して、３００ｋｇ以上混合・撹拌することが好ましい。土質改良した改良土は、国土交通省令(平成１３年３月  国交５９、６０)にて、建設発生土利用の土質区分にあるコーン指数ｑc＝２００ｋＮ／ｍ２以上の第２〜４種建設発生土(第２〜４種改良土)の区分を満たす改良土であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、建設工事で発生する建設泥土などの土質改良に際して、製紙スラッジ焼却灰の粒径を制御せずに用いた場合に比べて、高い強度の改良土を安定的に供給でき、土木建設産業上有用な効果を奏する。
【００１６】
焼却灰の中には有害物質の基準値を超えているものがある場合があり、その場合には薬品処理による溶出抑制を行うが、本発明では粒径制御により、処理される灰の量が減少しているため、経済的であり、かつ灰の薬品処理のためのハンドリングがしやすいといった副次的な効果も有している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を具体的に説明する。
高含水率の建設泥土や浚渫土等を土質改良して良質な改良土を得るために改質材に要求される事は、その混合と同時に水分を速やかに吸収し、且つ高分子吸収剤のようにゲル状にならないことである。製紙スラッジ、ＤＩＰフロス等の焼却灰は、多孔質で、比表面積が大きいため、吸水性が高く、水分を吸ってもゲル状に膨潤したりしないため優れた土質改良材となる。
【００１８】
しかし焼却炉から排出される焼却灰のホッパーには、飛灰よりも粒径が大きい炉底灰が混入している場合も多く、炉底灰は水分の吸収能も低いため、これを分離せずに土質改良材として用いると、その土質改良効果は低い。
【００１９】
そこで製紙スラッジ焼却灰を６００μｍ以下に調整することにより、概ね炉底灰を分離し、得られた粒径の細かい焼却灰を土質改良材として用いることができる。これらの粒径制御により、製紙スラッジ焼却灰を品質の安定した土質改良材として提供することが可能となる。
焼却灰を６００μ以下に調整する方法に制限はないが篩で篩分けする方法が簡便である。
【００２０】
本発明に適用される製紙スラッジ焼却灰は、製紙工場などから排出される製紙スラッジやＤＩＰフロス、雑芥などを燃焼した際に発生する燃焼灰であり、詳しくはこれらを燃焼した際に排出されるガスを電気集塵器やバグフィルター等で捕獲した飛灰等と炉の炉底に落下して採取された炉底灰である。
【００２１】
６００μｍ以下に粒径を調整する篩分け処理後の焼却灰には、場合によっては有害物質の含有する場合いがあり、その場合には有害物質溶出抑制処理がなされた後に、土質改良材として使用する。有害物質溶質処理により、含水量が増える場合があり、土質改良材には高い吸水能力が求められる。改良対象の土壌に対して土質改良材の添加量は、改良対象土壌の性状(例えば、含水量、有機物量)や施行条件、要求強度、汚染物質などによりそれぞれ異なるが、改良対象土１ｍ３に対して、３００ｋｇ未満の場合には十分なコーン指数が得られない場合があるため好ましくない。土質改良材はいくら添加しても問題はないが、１ｍ３に対して６００ｋｇを越えて添加しても効果が頭打ちである。土質改良１ｍ３に対して、３００〜６００ｋｇの範囲で添加することが好ましい。
【００２２】
改良対象の土壌と土質改良材との混合・攪拌は、改良対象の土壌と改質材が均一に混合されるものであれば時に限定はなく、使用状況に応じた攪拌機を使用すればよく、限定されるものではない。
【００２３】
本発明で得られる改良土は、粒度制御をしない焼却灰を使用した土質改良材に比べてコーン指数（ｑｃ）が高いものであり、本発明の土質改良材を対象土壌に対して適量混合・撹拌し、国土交通省令（平成１３年３月  国交  ５９、６０）にて建設発生土利用区分にあるコーン指数ｐｃ＝２００Ｋ／ｍ2以上の第２〜第４種建設発生土（第２〜第４改良土）の区分を満たすものが好ましい。
【実施例】
【００２４】
以下に、実施例および比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、勿論、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではなく、本発明の趣旨に逸脱しない限り、その実施態様を変更することができる。
【００２５】
表３に供試した製紙スラッジ焼却灰サンプルについて示した。サンプリング場所は焼却炉に接続されたホッパーの出口で、炉底灰および飛灰が混合している。供試灰のＢおよびＣは焼却灰からの有害物質の溶出抑制処理を行ったものであり、処理時に若干の水分も加えられた。
【００２６】
試験方法
土の含水比試験
ＪＩＳ  Ａ  １２０２に準拠して、試験泥土の含水比を測定した。
締め固めた土のコーン指数試験
ＪＩＳ  Ａ  １２２８に準拠して、それぞれの製紙スラッジ焼却灰を用いて土質改良した改質土のコーン指数ｑｃを測定した。
【００２７】
実施例１
製紙スラッジ焼却炉のホッパー出の供試灰Ａを、６００μｍの篩径を有する篩（２６メッシュ）で篩い分け処理を行い、そのパス品を使用する。この灰サンプルを含水比７１％の試験泥土に対して４６９ｋｇ/ｍ３の添加量となるように添加して混合し、この改質土のコーン指数ｑｃを測定した。その結果を表４に示す。
【００２８】
実施例２
製紙スラッジ焼却炉のホッパー出の供試灰Ｂを、６００μｍの篩径を有する篩（２６メッシュ）で篩い分け処理を行い、そのパス品を粉体薬品および液体薬品を混合して有害物質の溶出抑制処理を行った。このため溶出抑制処理後の灰サンプルの含水比は６．６％となった。この灰サンプルを実施例１で用いた試験泥土に対して２７８、３５７、４７６ｋｇ/ｍ３の添加量となるように添加して混合し、それぞれの改質土のコーン指数ｑｃを測定した。その結果を表４に示す。
【００２９】
実施例３
製紙スラッジ焼却炉のホッパー出の供試灰Ｃを、６００μｍの篩径を有する篩（２６メッシュ）で篩い分け処理を行い、そのパス品を粉体薬品および液体薬品を混合して有害物質の溶出抑制処理を行った。このため溶出抑制処理後の灰サンプルの含水比は６．６％となった。この灰サンプルを実施例１で用いた試験泥土に対して３１８、３９７、４７６ｋｇ/ｍ３の添加量となるように添加して混合し、それぞれの改質土のコーン指数ｑｃを測定した。その結果を表４に示す。
【００３０】
比較例１
製紙スラッジ焼却炉のホッパー出の供試灰Ａを、実施例１で用いた試験泥土に対して４６９ｋｇ/ｍ３の添加量となるように添加して混合し、この改質土のコーン指数ｑｃを測定した。その結果を表４に示す。
【００３１】
比較例２
製紙スラッジ焼却炉のホッパー出の供試灰Ｂに粉体薬品および液体薬品を混合して有害物質の溶出抑制処理を行った。このため溶出抑制処理後の灰サンプルの含水比は６．６％となった。この灰サンプルを実施例１で用いた試験泥土に対して３１８、３９７、４７６ｋｇ/ｍ３の添加量となるように添加して混合し、それぞれの改質土のコーン指数ｑｃを測定した。その結果を表４に示す。
【００３２】
比較例３
製紙スラッジ焼却炉のホッパー出の供試灰Ｃに粉体薬品および液体薬品を混合して有害物質の溶出抑制処理を行った。このため溶出抑制処理後の灰サンプルの含水比は６．６％となった。この灰サンプルを実施例１で用いた試験泥土に対して３１８、３９７、４７６ｋｇ/ｍ３の添加量となるように添加して混合し、それぞれの改質土のコーン指数ｑｃを測定した。その結果を表３に示す。
【００３３】
実施例１〜３および比較例１〜３の処理について、表３にまとめた。
【００３４】
【表３】
2009067899.tif 000004
【００３５】
【表４】
2009067899.tif 000005
【００３６】
表４では、比較例と実施例をわかりやすく比較するために、泥土への土質改質材としての灰サンプル添加量を、実施例２、３および比較例２、３では、実施例１、比較例１と添加量４６９ｋｇ/ｍ３のときのコーン指数をグラフ化して読み取った。
【００３７】
表４より明らかなように、土質改良材を同一量添加したときに、それぞれの比較例に対してそれぞれの実施例でコーン指数の１．２〜１．７倍の改善効果が認められた。
【００３８】
すなわち焼却炉のホッパーより得られた焼却灰に粒径の大きな炉底灰などが混入している場合に、篩分け処理によってその粒径を制御することで、土質改良材としてより高い効果を得られる有用な手段であることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、建設工事などで発生する高含水率の泥土などの軟弱土の土質改良において、製紙スラッジや雑芥などを焼却した焼却炉から排出される焼却灰を用いることで、単なるその有効利用にとどまらず、建設現場で迅速に改良でき、得られた改質土は固化あるいはゲル化していないために、利用先を制限されず、そのまま埋め戻し材、盛土等に有効利用する事ができる有用な方法である。