(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
骨材の洗浄水等により発生する濁水を脱水処理して形成された脱水ケーキと固化材とを、複数の平板状の切断板をその回転軸に取付けて成るロータを具備した混合機に投入し、上記脱水ケーキを上記切断板で細断して細分化しながら上記固化材と混合して細粒化処理し、この上記混合機で固化材と混合しながら細粒化した脱水ケーキの粒状体を所定時間養生した後に再度細粒化処理して得られた粒状体に、肥料を混合して成ることを特徴とする植生基盤材。
【請求項２】
骨材の洗浄水等により発生する濁水を脱水処理して形成された脱水ケーキと固化材とを、複数の平板状の切断板をその回転軸に取付けて成るロータを具備した混合機に投入し、上記脱水ケーキを上記切断板で細断して細分化しながら上記固化材と混合して細粒化処理し、この上記混合機で固化材と混合しながら細粒化した脱水ケーキの粒状体を所定時間養生した後に再度細粒化処理して得られた粒状体肥料を混合し、植生部位に圧送吹付けして形成したことを特徴とする植生基盤。
【請求項３】
骨材の洗浄水等により発生する濁水を脱水処理して形成された脱水ケーキと固化材とを、複数の平板状の切断板をその回転軸に取付けて成るロータを具備した混合機に投入し、上記脱水ケーキを上記切断板で細断して細分化しながら上記固化材と混合して細粒化処理し、この上記混合機で固化材と混合しながら細粒化した脱水ケーキの粒状体を所定時間養生した後に再度細粒化処理して得られた粒状体に肥料を混合して、植物の育成が可能な植生基盤材を製造するようにしたことを特徴とする植生基盤材の製造方法。
【請求項４】
上記再度の細粒化処理は、上記細粒化された脱水ケーキの粒状体を上記混合機に再度投入して行うことを特徴とする請求項３記載の植生基盤材の製造方法。
【請求項５】
上記再度の細粒化処理は、上記細粒化された脱水ケーキの粒状体をパドルミキサーに通過させて整粒化することにより行うことを特徴とする請求項３記載の植生基盤材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、骨材の洗浄水等により発生する濁水を脱水処理して形成された脱水ケーキの有効活用を図るものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ダム等の建設現場では、コンクリート打設時の骨材（砂利，砂）生産、バッチャプラントの運転及び基礎処理、原石山の降雨等に伴い、粒度の細かい粘土を含む濁水が発生する。これらの濁水は、それぞれ濁水処理設備に送られ薬品等で処理されるが、その方法としては、濁水処理されたスラッジを予め掘削した沈殿池にポンプ等で貯留して自然乾燥させる沈澱池方式と、上記スラッジをフィルタープレス等の脱水装置で脱水して脱水ケーキを生成し、この脱水ケーキをダンプトラック等で運搬し、指定された建設発生土受け入れ地等に盛土する機械式脱水ケーキ方式とがある。上記沈澱池方式を採用する場合には、ダム工事で発生する大量のスラッジを処理するための広大な沈殿池用地を確保する必要があるため、上記沈澱池用地の確保が難しい場合には、機械式脱水ケーキ方式による濁水処理が行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、脱水ケーキを受け入れ地に盛土する方式では、受け入れ地となるべき広い面積の用地（盛土容量を確保できる分）をあらかじめ確保しなければならないので、コスト面及び管理面で不利となる。また、上記脱水ケーキは土の強度を示す指数であるコーン指数で表わすと０．２ＭＰａ以下のいわゆる泥土の状態であるため、このままの状態では運搬時に流動性を呈して運搬に不便なだけでなく、その上を人が歩けない状態であるため、上記脱水ケーキを受け入れ地に盛土する場合にも順次積み重ねて盛土施工できるだけの強度がなかった。また、ダンプ等による運搬時には道路に落とさないようにする等取扱いに注意が必要であった。したがって、脱水ケーキを連続して上記受け入れ地に盛土処分するためには、脱水ケーキの強度を盛土材に適した状態に改良し、盛土施工性の向上を図るとともに、盛土での長期の滑り出しに対する安全性を確保する必要があった。このようなことから、脱水ケーキを受け入れ地に盛土する方式の採用は、コスト面、運搬面、取扱い面、処理量の点である程度の限界を有していた。
【０００４】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、脱水ケーキを植生基盤材及び植生基盤として用いるようにして、盛土の用地を確保する必要がなく、また運搬を容易に行え、しかも取扱い処理量に限界を与えないようにするとともに、植生基盤材の製造方法を提供して、植生基盤材の効率的な製造を可能とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１の植生基盤材は、脱水ケーキとセメントなどの固化材とを、複数の平板状の切断板をその回転軸に取付けて成るロータを具備した混合機に投入し、上記脱水ケーキを上記切断板で細断して細分化しながら上記固化材と混合して細粒化処理し、この固化材と混合しながら細粒化した脱水ケーキの粒状体、すなわち、上記混合機を用いて細粒化した脱水ケーキの粒状体を所定時間養生した後に再度細粒化処理して得られた粒状体に、肥料を混合したものである。
【０００６】
請求項２の発明の植生基盤は、脱水ケーキとセメントなどの固化材とを、複数の平板状の切断板をその回転軸に取付けて成るロータを具備した混合機に投入し、上記脱水ケーキを上記切断板で細断して細分化しながら上記固化材と混合して細粒化処理し、この上記混合機で固化材と混合しながら細粒化した脱水ケーキの粒状体を所定時間養生した後に再度細粒化処理して得られた粒状体肥料を混合し、植生部位に圧送吹付けして形成したものである。
【０００７】
請求項３の発明は、植物の育成が可能な植生基盤材を製造する方法であって、脱水ケーキを粒状化しながらセメントなどの固化材とを、複数の平板状の切断板をその回転軸に取付けて成るロータを具備した混合機に投入し、上記脱水ケーキを上記切断板で細断して細分化しながら上記固化材と混合して細粒化処理し、この上記混合機で固化材と混合しながら細粒化した脱水ケーキの粒状体を所定時間養生した後に再度細粒化処理して得られた粒状体に肥料を混合して、植物の育成が可能な植生基盤材を製造するようにしたものである。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項３記載の植生基盤材の製造方法において、上記再度の細粒化処理は、上記細粒化された脱水ケーキの粒状体を上記混合機に再度投入して行うことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項３記載の植生基盤材の製造方法において、上記再度の細粒化処理は、上記細粒化された脱水ケーキの粒状体をパドルミキサーに通過させて整粒化することにより行うことを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき説明する。
図１は、植生基盤材と植生基盤及び植生基盤材の製造方法を説明するための構成図であり、同図において、１は脱水ケーキと固化材とを混合しながら細粒化を行う装置である混合機、２は脱水ケーキ供給装置、３は固化材供給装置、４は脱水ケーキの処理装置である。
５は図外の濁水処理設備から送られてきたスラッジを脱水して脱水ケーキを生成するためのフィルタープレス、６は上記生成された脱水ケーキを貯蔵するストックヤード、７Ａは固化材Ａ（例えばセメント）を貯蔵するサイロ、７Ｂは固化材Ｂ（例えば石灰）を貯蔵するサイロ、８は上記混合機１で固化処理された脱水ケーキを貯蔵するとともに運搬用トラックに上記固化処理された脱水ケーキを供給するための積込みホッパーである。１０は細粒化された脱水ケーキを再度細粒化するための搬送ラインを示す。
なお、上記混合機１には、混合機１に備えられたローターの回転数を制御することにより脱水ケーキの処理速度を制御する処理速度制御手段Ｃｌが備えられ、上記固化材供給装置３には、上記固化材Ａと上記固化材Ｂとの混合比と固化材の供給量とを制御する固化材供給量制御手段Ｃ３が設けられている。
【００１２】
次に、上記構成の脱水ケーキの処理システムについて説明する。ダム等の建設現場において、コンクリート打設時の骨材（砂利、砂）生産，バッチャプラントの運転及び基礎処理、原石山の洪水等に伴って発生した濁水は、それそれ濁水処理設備に送られ薬品等で処理された後、フィルタープレス５に送られ脱水処理され、脱水ケーキが生成される。上記脱水ケーキは、脱水ケーキストックヤード６に一時貯蔵された後、所定の処理量だけベルトコンベヤ等の搬送機で脱水ケーキの処理装置４の脱水ケーキ供給装置２に送られ、図外の含水率測定器及び粒度分布測定器により含水率及び粒度を計測された後、脱水ケーキ供給装置２の混合機１に所定の投入速度で投入される。一方、サイロ７Ａに貯蔵された固化材Ａ（例えば、セメント）とサイロＢに貯蔵された固化材Ｂ（例えば、石灰）とは、予め設定された所定量だけ脱水ケーキ供給装置２の固化材供給装置３に送られ、上記計測された脱水ケーキの含水率及び粒度に基づいた比率で混合された後、混合機１に所定の投入速度で投入される。
混合機１には、後述するように、投入された上記脱水ケーキを細断し細粒化するローター１Ａ，１Ｂ，１Ｃが備えられており、この細粒化された上記脱水ケーキは上記固化材と均一に混合した状態で混合機１からホッパー８に排出される。上記固化処理された脱水ケーキの強度は、固化材Ａ（例えば、セメント）と固化材Ｂ（例えば、石灰）との混合比や混合機１の処理速度等の混合条件によって多少異なるが、コーン指数で表わすと約０．４ＭＰａ以上となり、処理前の脱水ケーキに比べて強度が著しく向上する。
細粒化処理された上記脱水ケーキは、所定量ベルトコンベヤ等の搬送機で積込ホッパー８に送られた後、このホッパー８で所定時間(例えば２４時間）養生されてから、搬送ライン１０（例えば、ベルトコンベヤ）を経て脱水ケーキ供給装置２から再度混合機１に供給されて細粒化される。この場合、脱水ケーキストックヤード６からの細粒化前の脱水ケーキの供給は停止され、また固化材供給装置３からの固化材の投入は停止された状態で、再度の細粒化が行われる。
【００１３】
ここで、上記混合機１の構成及び動作の詳細について説明する。混合機１は、多軸式垂直混合機と呼ばれるもので、図２（ａ）に示すように、側面のそれぞれ異なる角度の位置に複数の羽根部１ｂを備えた円筒状の回転軸１ａから成る複数のローター１Ａ，１Ｂ，１Ｃを備え、混合機１の上部の材料投入口より投入された脱水ケーキを上記羽根１ｂで細断し細粒化するとともに、上記材料投入口より投入された固化材と上記細粒化された脱水ケーキとを撹拌混合し、脱水ケーキを固化処理するものである。このように細断による脱水ケーキの粒状化の処理を、本例では細粒化という。上記羽根部１ｂは、図２（ａ）に示すように、平板状の脱水ケーキ切断板１ｃを棒状の支持部材１ｄを介して上記回転軸１ａに取付けたもので、図外のモータにより上記回転軸１ａを駆動し上記複数の羽根１ｂを回転させることにより、図２（ｂ）に示すように、塊状の脱水ケーキ９を細断し細粒化するものである。また、図１に示すように、上記ローター１Ａ，１Ｂは上記混合機１の上部に対向するように配置され、その回転方向は上記ローター１Ａ，１Ｂの隙間に投入された脱水ケーキを取込むように互いの回転方向を逆に設定してある。そして、上記ローター１Ａ，１Ｂの下方に設置されたローター１Ｃにより、上記ローター１Ａ，１Ｂで細断され細粒化され固化材と混合された脱水ケーキを更に細断し細粒化して上記固化材と混合することにより、上記脱水ケーキと固化材とを均一に混合することができ、また、処理速度が速いので大量の脱水ケーキの細粒化処理を行うことができる。
【００１４】
以上述べたように、一旦混合機１で固化材と混合しながら細粒化した脱水ケーキをホッパー８から搬送ライン１０を経由して再度混合機１に投入して、ここで再度の細粒化処理を行う。このように再度細粒化処理することにより、後述するように、比較的小さい粒状体が得られ、これを肥料混合機１１に供給して、肥料と混合することにより肥料混合機１１より植生すべき植物の育成に最も適した植生基盤材１２が得られる。次に肥料と混合された脱水ケーキから成る植生基盤材１２は、そのままトラックなどで運搬して造園敷地などに敷いて、これにより得られる造園内の植生基盤に植物を植生してもよい。又この植生基盤材１２を図３に示す圧送吹付け装置１３に供給してこの圧送吹付け装置１３から植生部位１４に吹付けることにより植生基盤１５を形成してもよい。上記圧送吹付け装置１３は空気吸入口１６からの空気と、導入管１７から導入される上記植生基盤材１２と、導入管１８から導入される疎水剤１９とを、吹出し口２０から比較的高速で吹出して植生部位１４の表面に吹付けるようにした装置であり、上記疎水剤１９は吹出口２０から吹き出される植生基盤材を団粒化するための機能を果たす。上記導入管１７に導入される粒状化された脱水ケーキと肥料との混合体から成る植生基盤材１２は、適当な水が加えられて泥状材として導入管１７に供給されて、空気とともに吹出される。
また、再度の細粒化処理を行った脱水ケーキを、図示しない通常の吹付プラント装置を用いて圧送吹付けし、植生部位１４に植生基盤１５を形成しても良い。
【００１５】
このような圧送吹付け装置１３を用いて植生部位１４の表面にほぼ均一な厚みを有して吹付けることに基づき、植生基盤１５を形成することができ、この植生基盤１５に所定の植物を植えることができる。
上記植生部位１４としては、例えば崩壊地斜面開発工事等により発生する切土及び盛土の傾斜面、乾燥の甚だしい砂丘の地表面、あるいは岩盤とか土壌の少ない軟岩や粘性土壌などが考えられるが、その他、ビルなどの構造物の傾斜部分等人工のものであってもよく、要は緑化すべき部位であればどの様な所でもよい。図４は、図１に示す細粒化の装置で粒状化されることにより得られる粒状体をふるいにかけた場合を示す特性図であり、図４において特性曲線２１は脱水ケーキと固化材とを混合機１に投入して細粒化しながら混合する細粒化処理を一回だけ行った場合（初回）の特性を示すもので、特性曲線２２は搬送ライン１０を用いて初回に細粒化された脱水ケーキを再度混合機１によって細粒化処理した場合の特性を示すものである。この特性曲線２１，２２において、圧送吹付け装置１３に使用し得る脱水ケーキの粒状体のふるい呼び寸法２０ｍｍ程度以下のメッシュを通過できる程度に小さいものが好ましいのであるが、この程度の粒径の小さい粒状体は、特性曲線２１（細粒化１回のみ）では最大５０パーセント程度しか得られないが、特性曲線２２（細粒化２回）ではふるい呼び寸法２０ｍｍ程度で９０パーセント以上のものがふるいを通ることが理解できるので、このことから、２回細粒化処理を行うことにより圧送吹付け装置１３に使用し得る小さな粒形の粒状体を含む植生基盤材１２を得ることができることがわかる。
【００１６】
実施の形態２．
図５は、本発明による実施の形態２の植生基盤材と植生基盤及び植生基盤材の製造方法を示す構成図であり、図１と同じものは同一符号を用いている。この実施の形態２ではホッパー８に貯えられた脱水ケーキを、例えば１日養生した後、搬送ライン２３を介してパドルミキサー２４に供給し、このパドルミキサー２４のパドル２５の回転に基づいて脱水ケーキを一定方向に送りながら、しかも下から上に持ち上げるようにして、解すようにして脱水ケーキを再度粒状化処理するものである。このパドルミキサー２４による細粒化を本例では整粒化という。
図６（ａ），（ｂ）は、パドルミキサー２４の概略を示す図で、パドル２５は、パドルミキサー２４の樋部２６の長手方向に設けられた互いに２本の平行なシャフト２７，２８の外周から、一定の間隔をおいて互いに円周方向に９０度ずつずれて突出する複数の腕部２９に所定の角度（例えば、４５度）に取り付けられている。上記シャフト２７，２８の回転に伴って、上記複数のパドル２５が回転し、パドルミキサー２４の樋部２６に投入される脱水ケーキを下流に送りながら解すことにより脱水ケーキを細かく整粒化する。なお、上記平行なシャフト２７，２８は、投入された脱水ケーキが上記シャフト２７，２８間に運ばれるように、互いに反対方向に回転している。
このようにして再度、パドルミキサー２４で整粒化処理した植生基盤材１２は図３において説明した圧送吹付け装置１３に供給されて植生部位１４に吹付けられることにより、植生基盤１５を形成する。この場合には、この再度粒状化された脱水ケーキをふるいにかけると、図４の特性曲線２３が選られた。この特性曲線２３から理解できるように、ふるいの呼び寸法が２０ｍｍ程度でほぼ９０パーセント以上のものがふるいを通るので、これを圧送吹付け装置１３に適応し得ることになる。
【００１７】
実施の形態３．
図７は実施の形態３の一例を示す図であり、図１と同じものは同一符号を用いている。この場合は、混合機１と同じローター１Ａ，１Ｂ，１Ｃを備えた細粒化処理を行う装置３０を別途設けており、この装置３０の中に、ホッパー８に投入された混合機１側からの脱水ケーキを一旦養生してから再度投入して細粒化するものである。即ち、図１と異なる点は、細粒化する装置３０を別途設けて脱水ケーキを細断により再度細粒化するものである。このように別な装置３０を用いて２回細粒化しても、図１の場合と同様な好ましい結果が得られる。
【００１８】
なお、本発明においては圧送吹付け装置１３に対して最も好ましいふるい呼び寸法の大きさは最大２０ｍｍであるとして説明したが、この最大値は圧送吹付け装置１３の処理速度及び吹出し口２０の径の大きさなどにより変化することはもちろんである。
【００１９】
又、肥料の混合は肥料混合機１１を別途設けて脱水ケーキと混合するとして説明したが、肥料を混合機１に投入するようにして混合機１を用いて肥料を脱水ケーキに混合するようにしても、あるいは圧送吹付け装置１３に肥料を含む液体を供給するようにして、圧送吹付け装置１３によって脱水ケーキと混合するようにしても良い。
【００２０】
又、脱水ケーキは２回細粒化又は、整粒化などの粒状化処理を行うとして説明したが、３回以上の粒状化処理を行うようにしても良い。
又、細粒化あるいは整粒化などの粒状化処理は、混合機あるいはパドルミキサーなどを用いて処理するものに限定されず、他の装置を用いて粒状化してもよいことはもちろんである。
【００２１】
又、初回の粒状化処理の後で行う再度の粒状化処理は、初回の粒状化処理を行った脱水ケーキを一旦ある程度の時間養生してから行うのが好ましいことが判明している。この養生の時間は粒状化して得られる植生基盤材に含まれる粒状体の大きさを考慮して設定される。
【００２２】
又、脱水ケーキに混合する肥料は例えばバーク堆肥などが考えられるが、植生すべき植物の種類に応じて種々の肥料が考えられ、またその混合割合においても植生による育成の結果を判断して、最適な値に設定すれば良い。
この場合、バーク堆肥に換えてピートモスを用いても良く、その置き換えの量については植生基盤材１２中の有機物濃度を検出することにより算定される。
又、混合機１に脱水ケーキと共に供給するセメントなどの固化材の量及び水の量などについては、吹付けられて形成された植生基盤１５自体の土壌硬度の大きさ及び支持力強度を算出することにより設定されることはもちろんである。
又、植生基盤材１２は脱水ケーキと固化材以外に例えば土砂などの成分を混合しても良いことはもちろんである。
【００２３】
又、脱水ケーキに加える固化材としてのセメントと石灰は重量比で１対１を解砕混合することが考えられるが、上記重量比についても植生すべき植物あるいは、植生基盤の硬度などを考慮して種々の値に設定される。
又、初回の粒状化処理は、混合機１で行うとして説明したが、この処理をパドルミキサー２４で行ってもよい。
【００２４】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、脱水ケーキと固化材とを、複数の平板状の切断板をその回転軸に取付けて成るロータを具備した混合機に投入し、上記脱水ケーキを上記切断板で細断して細分化しながら上記固化材と混合して細粒化処理し、この上記混合機で固化材と混合しながら細粒化した脱水ケーキの粒状体を所定時間養生した後に再度細粒化処理して得られた粒状体に、肥料を混合して植生基盤材を形成したので、この植生基盤材を造園を行う場所とか、或いは岩盤などの種々の植生部位に層状に堆積することにより、ここに植物を植えて育成することが可能となり、従来のように脱水ケーキの盛土の用地を確保する必要がなく、コスト的にも有利で、しかも植生基盤材は粒状体となっているので運搬及び取扱いの点でも有利となる。
【００２５】
請求項２の発明によれば、脱水ケーキとセメント等の固化材とを、複数の平板状の切断板をその回転軸に取付けて成るロータを具備した混合機に投入し、上記脱水ケーキを上記切断板で細断して細分化しながら上記固化材と混合して細粒化処理し、この上記混合機で固化材と混合しながら細粒化した脱水ケーキの粒状体を所定時間養生した後に再度細粒化処理して得られた粒状体肥料を混合し、これを植生部位に圧送吹付けすることにより植生基盤を形成するようにしたので、上記吹付けにより岩盤などの傾斜した部分に植生基盤を容易に形成することが可能となる。
【００２６】
請求項３の発明によれば、脱水ケーキを固化材とを、複数の平板状の切断板をその回転軸に取付けて成るロータを具備した混合機に投入し、上記脱水ケーキを上記切断板で細断して細分化しながら上記固化材と混合して細粒化処理し、この上記混合機で固化材と混合しながら細粒化した脱水ケーキの粒状体を所定時間養生した後に再度細粒化処理して得られた粒状体に肥料を混合して、植物の育成が可能な植生基盤材を製造するようにしたので、運搬及び取扱いが容易で、かつ、圧送吹付け装置に使用し得る植生基盤材を得ることができる。
【００２８】
請求項４の発明によれば、上記再度の細粒化処理は、上記細粒化された脱水ケーキの粒状体を上記混合機に再度投入して行うので簡単な設備により細粒化の処理を行うことができる。
【００２９】
請求項５の発明によれば、上記再度の細粒化処理は、上記細粒化された脱水ケーキの粒状体をパドルミキサーに通過させて行うようにしたので、より粒径の小さい粒状体を含む植生基盤材を得る事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の１実施の形態を示す簡略構成図である。
【図２】  この発明の１実施の形態の要部を示す簡略構成図である。
【図３】  この発明の１実施の形態に用いる圧送吹付け装置の一例を示す図である。
【図４】  この発明の１実施の形態及び他の実施の形態の植生基盤材に含まれる粒状体の大きさを説明するための特性図である。
【図５】  この発明の他の実施の形態を示す簡略構成図ある。
【図６】  この発明の他の実施の形態に用いるパドルミキサーの概略を示す図である。
【図７】  この発明の他の実施の形態を示す図である。
【符号の説明】
１  混合機、２  脱水ケーキ供給装置、３  固化材供給装置、８  ホッパー、１０，２３  搬送ライン、１１  肥料混合機、１２  植生基盤材、１３  圧送吹付け装置、１４  植生部位、１５  植生基盤、２４  パドルミキサー。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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