(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水質系の底部から底泥を浚渫し、これを目的とする底部に埋め戻す底泥の処理方法において、
浚渫した底泥に吸着性材料および硬化性材料を混合し、得られた吸着性固化底泥を底部に打設し、吸着性固化底泥層を形成させた後、該吸着性固化底泥層の下部に、未処理の浚渫した底泥をさらに打設することを特徴とする底泥の処理方法。
【請求項２】
水質系の底部から底泥を浚渫し、これを目的とする底部に埋め戻す底泥の処理方法において、
浚渫した底泥に吸着性材料および硬化性材料を混合し、得られた吸着性固化底泥を底部に打設し、吸着性固化底泥層を形成させた後、該吸着性固化底泥層の下部に、硬化性材料のみを添加した底泥をさらに打設することを特徴とする底泥の処理方法。
【請求項３】
吸着性固化底泥層と、未処理の底泥の層とが、この順で繰り返されて少なくとも４層構造になるように、各底泥層を底部に打設する請求項１に記載の底泥の処理方法。
【請求項４】
吸着性固化底泥層と、硬化性材料のみを添加した底泥の層とが、この順で繰り返されて少なくとも４層構造になるように、各底泥層を底部に打設する請求項２に記載の底泥の処理方法。
【請求項５】
硬化性材料がセメント、あるいは、石膏、あるいは、水ガラスとセメントの共用である請求項１ないし４のいずれか１項に記載の底泥の処理方法。
【請求項６】
吸着性材料がゼオライト、活性炭、酸性土および火山灰土壌からなる群から選択された少なくとも１種である請求項１ないし４のいずれか１項に記載の底泥の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、底泥処理方法に関するものであり、さらに詳しくは本発明は、浚渫した底泥を埋め戻した後に富栄養化の原因となる窒素や燐のような物質の水中への溶出が効率的に抑制される底泥の処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
湖沼、河川などの公共用水域における富栄養化は依然として大きな問題となっている。富栄養化は、窒素、燐などの物質によりプランクトンが増殖するために起こるとされている。
窒素、燐などの物質は、各種工場、事業所等からの排水からもたらされ、一方では湖沼、河川の底部の堆積物（底泥）から溶出する分がある。底泥には動植物の死骸等由来の有機物が存在し、そこには窒素や燐が多く含まれている。また有機物が分解すると無機化し、アンモニアやリン酸等の形態で水中に溶解する。
【０００３】
そこで、底泥から富栄養化の原因となる物質の溶出を抑制するために底泥を浚渫処理することが行われている。
従来の浚渫処理は、浚渫した底泥にセメントなどの硬化性無機材料を混和し、固化し、これをもとの底部に戻し、底泥の巻き上がりや拡散を抑制しようとするものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、単に底泥を固化して埋め戻した場合、底泥の巻き上がりは抑制されるものの、富栄養化の原因となる窒素や燐のような物質は、固化体の間隙から水中に溶出してしまう。なお、浚渫した底泥を陸上に埋め立てる方法もあるが、埋立地確保が困難である場合が多く、また雨水浸透による溶出成分を処理する必要があり維持管理費用がかかり好ましくない。
【０００５】
本発明は上記のような従来の課題を解決し、浚渫した底泥を埋め戻した後に富栄養化の原因となる窒素や燐のような物質の水中への溶出が効率的に抑制される底泥の処理方法を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは鋭意検討した結果、上記のような従来の課題を解決することができた。
請求項１の発明は、水質系の底部から底泥を浚渫し、これを目的とする底部に埋め戻す底泥の処理方法において、浚渫した底泥に吸着性材料および硬化性材料を混合し、得られた吸着性固化底泥を底部に打設し、吸着性固化底泥層を形成させた後、該吸着性固化底泥層の下部に、未処理の浚渫した底泥をさらに打設することを特徴とする底泥の処理方法である。
請求項２の発明は、水質系の底部から底泥を浚渫し、これを目的とする底部に埋め戻す底泥の処理方法において、浚渫した底泥に吸着性材料および硬化性材料を混合し、得られた吸着性固化底泥を底部に打設し、吸着性固化底泥層を形成させた後、該吸着性固化底泥層の下部に、硬化性材料のみを添加した底泥をさらに打設することを特徴とする底泥の処理方法である。
請求項３の発明は、吸着性固化底泥層と、未処理の底泥の層とが、この順で繰り返されて少なくとも４層構造になるように、各底泥層を底部に打設する請求項１に記載の底泥の処理方法である。
請求項４の発明は、吸着性固化底泥層と、硬化性材料のみを添加した底泥の層とが、この順で繰り返されて少なくとも４層構造になるように、各底泥層を底部に打設する請求項２に記載の底泥の処理方法である。
請求項５の発明は、硬化性材料がセメント、あるいは、石膏、あるいは、水ガラスとセメントの共用である請求項１ないし４のいずれか１項に記載の底泥の処理方法である。
請求項６の発明は、吸着性材料がゼオライト、活性炭、酸性土および火山灰土壌からなる群から選択された少なくとも１種である請求項１ないし４のいずれか１項に記載の底泥の処理方法である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
本発明は、浚渫した底泥に、富栄養化の原因となる窒素や燐のような物質を吸着することのできる吸着性材料および打設後の形態構造を維持できる硬化性材料を混合し、これを目的とする底部に埋め戻すことを特徴としている。
【００１３】
本発明において使用される吸着性材料とは、富栄養化の原因となる物質を吸着することのできる材料一般を意味する。上述のように富栄養化の原因となる物質は、窒素、燐、アンモニア、リン酸等が挙げられるが、これら以外の物質を吸着できる材料も本発明においては使用可能である。
【００１４】
吸着性材料を具体的に例示すると、アンモニア等の無機態窒素を吸着することのできるゼオライト、燐を吸着することのできる火山灰土壌、赤黄色の酸性土、その他活性炭等が好適に用いられる。
【００１５】
底泥における吸着性材料の混合割合は、底泥の性質や、打設の場所等により適宜決定すべきものではあるが、例えば含水率６０％の底泥を想定すると、底泥１トンあたり、７〜１５０kg程度である。
【００１６】
また本発明において使用される硬化性材料とは、底泥を打設した後に、所望の形態構造の維持を可能にするものを意味し、例えばセメント、あるいは、石膏、あるいは、水ガラスとセメントの共用等が挙げられる。
【００１７】
底泥における硬化性材料の混合割合は、底泥の性質や打設の場所等により適宜決定すべきものではあるが、例えば含水率６０％の底泥を想定すると、底泥１トンあたり１０〜５００kg程度である。好ましくは、３０〜１５０kg程度である。
【００１８】
底泥と上記各材料との混合方法は、公知の方法を採用することができ、とくに制限されないが、両者が均一に混合されることが望ましい。
【００１９】
なお、本発明でいう水質系とは、底泥が存在していればいかなる対象もその範疇に含まれる。一般的には河川や湖沼等が含まれる。
【００２０】
底泥と上記各材料とが混合された後、得られた吸着性固化底泥は、続いて目的とする水質系の底部に打設される。なお、打設時の底泥は、まだ固化していないが、水中で適当時間で固化する。
吸着性固化底泥の底部への打設は、例えばトレミー管等の水中打設管を用いて行うことができる。以下、具体例として図１を参照しながら説明する。
【００２１】
図１は、湖沼の底泥を本発明の方法により処理して埋め戻す工程を説明するための図である。
吸着性材料および硬化性材料が混合された吸着性固化底泥が、浚渫処理船２により所望の場所まで運搬され、トレミー管のような水中打設管３を用いて所望の底部にまず打設される。
形成された吸着性固化底泥層１は、底部の地形その他により種々変更されるものではあるが、例えば０．１〜０．３m 程度であることができる。
この工程だけでも、湖沼の底部からの富栄養化の原因となる物質の溶出は顕著に改善されるものではあるが、処理すべき底泥が多量である場合には、水中打設管３を移動させずに、形成された吸着性固化底泥層１の下部に、未処理の底泥を打設し、２層構造とすることができる。
未処理の底泥からは当然に富栄養化物質は遊離するが、その上層の吸着性固化底泥層に含まれる吸着性材料によりこれが吸着され、溶出量が顕著に抑制される。この場合、未処理の底泥層の厚さは、例えば０．７〜０．９m 程度であることができる。
【００２２】
未処理の底泥層に、硬化性材料を混合すれば、構造の維持の面からとくに好ましい態様となる。この場合の硬化性材料の混合割合は、含水率６０％の底泥を想定した場合、底泥１トンあたり、７〜１５０kg程度である。
【００２３】
上記のような、形成された吸着性固化底泥層の下部に、未処理の底泥または硬化性材料のみが添加された底泥を打設し２層構造とする態様において、さらに打設工程を繰り返して、４層以上の底泥層を形成することもできる。
図２は、底部に４層構造を形成させた場合を説明している。すなわち、上記のように２層構造を形成した後、水中打設管３を移動させずに、形成された未処理の底泥または硬化性材料のみが添加された底泥層の下部に、再度吸着性固化底泥層４を打設し、さらに吸着性固化底泥層４の下部に、未処理の底泥または硬化性材料のみが添加された底泥層５が打設される。
このようにして、未処理底泥層−吸着性固化底泥層の繰り返し層の合計４層構造が形成される。この打設工程は、必要に応じてさらにまた繰り返し、例えば６層以上の構造にすることもできる。
【００２４】
【作用】
底泥からの富栄養化物質、例えば窒素化合物は、不溶態・水溶態に分けられ、水と接触すると水溶態窒素が徐々に溶出する。これは、底泥中の間隙水を媒体とした拡散によるもので、接触する水が低濃度であることに起因している。
セメントなどの硬化性材料を底泥に混合すると、底泥の巻き上がりや拡散を防止することができる。さらにゼオライト、活性炭、火山灰土壌などの吸着性材料を底泥に混合すると、富栄養化物質を吸着することができる。
本発明は、これらの原理の相乗効果を利用したものである。吸着性物質を含まない底泥を吸着性固化底泥で覆うと、間隙水を伝って底泥内部から拡散する富栄養化物質が吸着・保持され、底泥に接する水への溶出が抑制される。さらにセメントなどの硬化性材料による固化によって、この構造が維持される。
吸着性材料を含む層内は、比較的高い温度となり、接する水との間に濃度差が生じるが、一旦吸着された物質は放出されないでそのままの状態で安定化するであろう。
また本発明においては、吸着性材料は、処理対象となる底泥の成分や物性に応じて決定することができ有利である。
【００２５】
【実施例】
以下、本発明を実施例により説明する。
（実施例）
湖沼より浚渫した含水率６０％の底泥に対し、ポルトランドセメントを１００kg／m3の割合で添加し、均一に混合した。さらに粉末のゼオライトを１００kg／m3の割合で添加し、均一に混合した。得られた吸着性固化底泥を、浚渫処理船により目的の場所まで運搬し、底部にトレミー管を用いて打設し、吸着性固化底泥層を形成した。吸着性固化底泥層の厚さは、約０．３m とした。
次に、ポルトランドセメントのみを１００kg／m3の割合で添加し、均一に混合した含水率６０％の底泥を、吸着性固化底泥層の下部に、同じトレミー管を用いて打設し、厚さ約０．７m の底泥層を形成した。得られた２層構造と接する付近の水を採取し、窒素および燐濃度を測定したところ、浚渫前とくらべてそれぞれの濃度が１／１０以下に抑制された。
【００２６】
（比較例）
ゼオライトを混合しなかったこと以外は、実施例を繰り返した。得られた２層構造と接する付近の水を採取し、窒素および燐濃度を測定したところ、浚渫前とくらべて、それぞれ１０％程度しか溶出が抑制されなかったことが判明した。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、浚渫した底泥を埋め戻した後に富栄養化の原因となる窒素や燐のような物質の水中への溶出が効率的に抑制される底泥の処理方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】湖沼の底泥を本発明の方法により処理して埋め戻す工程を説明するための図である。
【図２】湖沼の底部に４層構造を形成させた場合を説明するための図である。
【符号の説明】
１，４    吸着性固化底泥層
２    浚渫処理船
３    水中打設管
５    未処理の底泥層または硬化性材料のみが添加された底泥層
【図１】
0003846747.tif 000002
【図２】
0003846747.tif 000003